Question

1200℃時可用反應 2BBr₃(g)+ 3H₂(g)2B(s) + 6HBr(g) 來制取晶體硼。完成下列填空：
（1）下列說法能說明該反應達到平衡的是______（選填序號，下同）。
a. v_正(BBr₃)= 3v_逆(HBr)              b. 2c(H₂) = c(HBr)
c.密閉容器內壓強不再變化           d. 容器內氣體平均摩爾質量不再變化
（2）若密閉容器體積不變，升高溫度，晶體硼的質量增加，下列說法正確的是_________。
a. 在平衡移動時正反應速率先增大后減小
b. 在平衡移動時逆反應速率始終增大
c. 正反應為放熱反應
d. 達到新平衡后反應物不再轉化為生成物
（3）若上述反應在10L的密閉容器內反應，5min后，氣體總質量減少1.1 g，則該時間段內氫氣的平均反應速率為__________________。
（4）往容器中充入0.2 mol BBr₃和一定量H₂，充分反應達到平衡后，混合氣體中HBr百分含量與起始通入H₂的物質的量有如圖關系。在a、b、c三點中，H₂ 的轉化率最高的是______（選填字母）。b點達到平衡后，再充入H₂使平衡到達c點，此過程中平衡移動的方向為__________（填“正向”、“逆向”或“不移動”）。

Answer 1

（本題共8分）（1） cd（2分）；（2）ab（2分）；
（3）0.003mol/(L·min)（2分）；（4）a（1分），正向（1分）

解析試題分析：（1）在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質的濃度或含量不再發生變化的狀態，稱為化學平衡狀態。a.v_正(BBr₃)＝3v_逆(HBr)，說明二者的反應速率方向相反，但不能滿足反應速率之比是相應的化學計量數之比，應該是3v_正(BBr₃)＝v_逆(HBr)時可以說明，a不正確；b.2c(H₂)＝c(HBr)滿足反應速率之比是相應的化學計量數之比，但不能確定反應的方向，因此不一定能說明，b不正確；c.反應是體積增大的可逆反應，因此當密閉容器內壓強不再變化時可以說明反應達到平衡狀態，c正確；d.混合氣的平均相對分子質量是混合氣的質量和混合氣的總的物質的量的比值，質量和物質的量都是變化的，所以容器內氣體平均摩爾質量不再變化時可以說明達到平衡狀態，d正確，答案選cd。
（2）若密閉容器體積不變，升高溫度，晶體硼的質量增加，這說明平衡向正反應方向移動，因此正方應是吸熱反應。a.升高溫度，平衡向正反應方向移動，所以在平衡移動時正反應速率先增大后減小，a正確；b. 升高溫度，平衡向正反應方向移動，所以在平衡移動時逆反應速率始終增大，b正確；c.正反應為吸熱反應，c不正確；d.達到新平衡后正逆反應速率相等，但不為0，所以反應物不再轉化為生成物是錯誤的，d不正確，答案選ab。
（3）根據方程式可知：2BBr₃(g)+ 3H₂(g)2B(s) + 6HBr(g) △m↓
3mol                            22g
0.15mol                          1.1g
因此消耗氫氣的濃度是0.15mol÷10L＝0.015mol/L
所以氫氣的反應速率＝0.015mol/L÷5min＝0.003mol/(L·min)
（4）在BBr₃的物質的量固定的條件下，氫氣的量越多，BBr₃的轉化率越高而氫氣的轉化率越低，因此根據圖像可知，氫氣轉化率最高的是a點；b點達到平衡后，再充入H₂使平衡到達c點，增大反應物濃度平衡向正反應方向越低，因此在此過程中平衡移動的方向為正向。
考點：考查可逆反應平衡狀態判斷、外界條件對反應速率和平衡狀態的影響、反應速率計算以及圖像識別等