Question

3．一定溫度下，某可逆反應在某體積為5L的密閉容器中進行，在從0-3分鐘各物質的量的變化情況如圖所示（A，B，C均為氣體）
（1）該反應的化學方為2A（g）+B（g）?2C（g）；
（2）0-2min內B的速率0.1mol/（L•min），A的轉化率為40%
（3）在一定溫度下，體積不變的密閉容器中，上述反應達到平衡的標志是C（填字母）
A．氣體總質量保持不變             B．A、B、C的濃度都相等
C．A、B、C的濃度不再發(fā)生變化    D．A、B、C的分子數之比為2：1：2
E．正反應和逆反應都已停止        F．容器內氣體密度不再發(fā)生變化
（4）反應達到平衡后將容器的容積壓縮到原來的$\frac{1}{2}$，其他條件不變，對體系產生的影響是D、E（填字母序號）．
A．c（A）減小  B．正反應速率加快，逆反應速率減慢    C．平衡常數K增大
D．C的物質的量增加       E．平衡向正方向移動．

Answer 1

分析 （1）根據圖象分析，A與B為反應物，隨著反應的進行，物質的量減少，C為生成物，隨著反應的進行，物質的量增多，根據反應的轉化量之比等于化學方程式中的化學計量數之比，據此寫出反應的化學方程式；
（2）反應時間為△t=2min，容器容積為V=5L，B轉化的物質的量為△n=2-1=1mol，根據化學反應的平均速率為$\overline{r}（B）$=$\frac{△n}{V△t}$計算，A起始物質的量為5mol，平衡時A的物質的量為3mol，A轉化了5-3=2mol，據此計算；
（3）在一定溫度下，體積不變的密閉容器中發(fā)生上述反應，結合具體的化學方程式，聯系常用的判斷化學平衡的方法，如溫度，密度，壓強等，據此進行逐項分析；
（4）反應達到平衡后將容器的容積壓縮到原來的$\frac{1}{2}$，等效為對容器進行加壓，壓強變?yōu)樵瓉淼膬杀叮瑒t反應需要向減壓的方向進行，壓縮體積，瞬間容器內所有物質的濃度均增大，正逆反應速率都增大，但不改變化學平衡常數，據此逐項分析．

解答 解：（1）根據圖象分析，A與B為反應物，隨著反應的進行，物質的量減少，C為生成物，隨著反應的進行，物質的量增多，反應達到平衡的過程中，△n（A）=5-2=2mol，△n（B）=2-1=1mol，△n（C）=4-2=2mol，根據反應的轉化量之比等于化學方程式中的化學計量數之比，則化學方程式應為：2A（g）+B（g）?2C（g），
故答案為：2A（g）+B（g）?2C（g）；
（2）反應時間為△t=2min，容器容積為V=5L，B轉化的物質的量為△n=2-1=1mol，根據化學反應的平均速率為
$\overline{r}（B）$=$\frac{△n}{V△t}$=$\frac{1mol}{5L×2min}$=0.1mol（L•min），A起始物質的量為5mol，平衡時A的物質的量為3mol，A轉化了5-3=2mol，則A的轉化率為$α=\frac{2mol}{5mol}×100%$=40%，
故答案為：0.1mol/（L•min）；40%；
（3）在一定溫度下，體積不變的密閉容器中發(fā)生上述反應，反應為：2A（g）+B（g）?2C（g），判斷化學平衡的標志，
A．根據質量守恒，密閉容器中，化學反應前后質量一直保持不變，不能判斷化學反應是否達到平衡，故A不選；
B．A、B、C的濃度達到平衡時并不一定都相等，需視具體的初始條件而定，不能判斷化學反應是否達到平衡，故B不選；
C．A、B、C的濃度不再發(fā)生變化，達到化學平衡時各組分濃度均不再改變，可以判斷化學反應是否達到平衡，故C可選；
D．A、B、C的分子數之比為2：1：2，反應達到平衡時，A、B、C的分子數之比并不一定是2：1：2，需視具體的反應的初始量而定，不能判斷化學反應是否達到平衡，故D不選；
E．化學反應達到平衡時動態(tài)平衡，正逆反應都還在進行，并沒有停止，故E不選；
F．密度為$ρ=\frac{m}{V}$，反應前后質量守恒，m不變，容器為恒容密閉容器，氣體總體積也不變，整個反應過程混合氣體的密度不變，不能判斷化學反應是否達到平衡，故F不選，
故選C；
（4）反應達到平衡后將容器的容積壓縮到原來的$\frac{1}{2}$，等效為對容器進行加壓，壓強變?yōu)樵瓉淼膬杀�，則反應需要向減壓的方向進行，壓縮體積，瞬間容器內所有物質的濃度均增大，正逆反應速率都增大，但不改變化學平衡常數，
A．壓縮體積，瞬間容器內所有物質的濃度均增大，反應向正反應方向進行，但不可抵消，即濃度不會再回到原來，總的來講，濃度還是增大，即c（A）增大，故A錯誤；
B．加壓，正逆反應速率都增大，故B錯誤；
C．化學平衡常數只隨溫度的改變而改變，加壓不改變化學平衡常數，故C錯誤；
D．加壓使得該反應向正反應方向進行，生成C的物質的量會增多，故D錯誤；
E．加壓使得該反應向正反應方向移動，故E正確，
故選DE．

點評 本題主要考察化學平衡的移動，化學平衡的判斷，結合圖象得出具體的反應方程式是解題的關鍵，題目難度不大，是基礎題．