Question

18．在一定溫度下，向一固定容積的密閉容器中加入 1mol A和 2mol B，發(fā)生下述反應(yīng)：A（g）+2B（g）?3C（g）+2D（s）（放熱反應(yīng)）．達(dá)到平衡時(shí)生成了1.8mol C．
（1）在相同條件下，若向該容器中改為加入0.3mol A、0.6mol B，要使平衡混合氣體中C物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)與原平衡的相同，在D足量時(shí)，則還應(yīng)加入任意mol的物質(zhì)C．
（2）若維持容器的體積和溫度不變，反應(yīng)從逆反應(yīng)方向開(kāi)始，按不同的配比作為起始物質(zhì)，達(dá)到平衡時(shí)C仍為1.8mol．則D的起始物質(zhì)的量n（D）應(yīng)滿足的條件是：n（D）＞0.8mol．
（3）若升高平衡體系溫度，當(dāng)再次達(dá)到平衡后，測(cè)得兩次平衡條件下混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量未發(fā)生改變，試解釋形成這種結(jié)果的可能原因是：當(dāng)溫度升高到一定溫度以后，D漸漸轉(zhuǎn)化為氣體；
（4）若將容器改為容積可變的容器，在一定溫度和常壓下，建立上述平衡之后，A的物質(zhì)的量濃度為a mol/L．現(xiàn)持續(xù)增大壓強(qiáng)，當(dāng)：
①當(dāng)壓強(qiáng)為原來(lái)1.5倍時(shí)，A的平衡時(shí)物質(zhì)的量濃度為m mol/L，測(cè)得m=1.5a；
②當(dāng)壓強(qiáng)為原來(lái)10倍時(shí)，A的平衡時(shí)物質(zhì)的量濃度為n mol/L，測(cè)得n＞10a；
③當(dāng)壓強(qiáng)為原來(lái)100倍時(shí)，A的平衡時(shí)物質(zhì)的量濃度為p mol/L，測(cè)得p＜100a．
試解釋形成這種結(jié)果的可能的原因：
①1.5倍時(shí)：氣體物質(zhì)兩邊的化學(xué)計(jì)量數(shù)相等，增大壓強(qiáng)不改變平衡狀態(tài)；
②10倍時(shí)：B漸漸轉(zhuǎn)化為非氣態(tài)，增大壓強(qiáng)平衡向左移動(dòng)；
③100倍時(shí)：C漸漸轉(zhuǎn)化為非氣態(tài)，增大壓強(qiáng)平衡再次向右移動(dòng)．

Answer 1

分析 （1）A（g）+2B（g）?3C（g）+2D（s）（放熱反應(yīng)），反應(yīng)為氣體體積不變的放熱反應(yīng)，滿足等效平衡的條件是反應(yīng)物等比等效，增加任意量C相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡不變；
（2）在一定溫度下，向一固定容積的密閉容器中加入 1mol A和 2mol B，發(fā)生下述反應(yīng)：A（g）+2B（g）?3C（g）+2D（s）（放熱反應(yīng)）．達(dá)到平衡時(shí)生成了1.8mol C．
                            A（g）+2B（g）?3C（g）+2D（s）
起始量（mol）      1            2              0              0
變化量（mol）     0.6          1.2           1.8           1.2
平衡量（mol）    0.4           0.8            1.8          1.2
反應(yīng)從逆反應(yīng)方向開(kāi)始，按不同的配比作為起始物質(zhì)，達(dá)到平衡時(shí)C仍為1.8mol，依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算；
（3）若升高原平衡體系溫度，當(dāng)再次達(dá)到平衡后，測(cè)得兩次平衡條件下混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量未發(fā)生改變，依據(jù)平均相對(duì)分子質(zhì)量=$\frac{m}{n}$分析，反應(yīng)生成的D相對(duì)分子質(zhì)量等于原平衡狀態(tài)的相對(duì)分子質(zhì)量；
（4）2A（g）+B（g）?3C（g）+D（s），在一定溫度和常壓下，將1mol A和2mol B充入該容器中，建立平衡之后，A的物質(zhì)的量濃度為a mol/L，
①當(dāng)壓強(qiáng)為原來(lái)1.5倍時(shí)，A的平衡時(shí)物質(zhì)的量濃度為m mol/L，測(cè)得m=1.5a，體積變化從a變化應(yīng)1.5a，反應(yīng)前后氣體體積不變，壓強(qiáng)減小，平衡不移動(dòng)只是體積改變；
②當(dāng)壓強(qiáng)為原來(lái)10倍時(shí)，A的平衡時(shí)物質(zhì)的量濃度為n mol/L，體積變化引起的濃度變化濃度應(yīng)變化為10a，應(yīng)為n=10a，而實(shí)際測(cè)定結(jié)果測(cè)得n＞10a，證明平衡逆向進(jìn)行，氣體體積改變；
③當(dāng)壓強(qiáng)為原來(lái)100倍時(shí)，A的平衡時(shí)物質(zhì)的量濃度為p mol/L，物質(zhì)狀態(tài)不變，則應(yīng)得到p=100a，但測(cè)得p＜100a，說(shuō)明增大壓強(qiáng)平衡正向進(jìn)行，則只能C變化為非氣體；

解答 解：（1）A（g）+2B（g）?3C（g）+2D（s）（放熱反應(yīng)），反應(yīng)為氣體體積不變的放熱反應(yīng)，滿足等效平衡的條件是反應(yīng)物等比等效，增加任意量C相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡不變，在相同條件下，若向該容器中改為加入0.3mol A、0.6mol B，要使平衡混合氣體中C物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)與原平衡的相同，在D足量時(shí)，則還應(yīng)加入任意mol的物質(zhì)C，
故答案為：任意；
（2）在一定溫度下，向一固定容積的密閉容器中加入 1mol A和 2mol B，發(fā)生下述反應(yīng)：A（g）+2B（g）?3C（g）+2D（s）（放熱反應(yīng)）．達(dá)到平衡時(shí)生成了1.8mol C．
                            A（g）+2B（g）?3C（g）+2D（s）
起始量（mol）      1            2              0              0
變化量（mol）     0.6          1.2           1.8           1.2
平衡量（mol）    0.4           0.8            1.8          1.2
反應(yīng)從逆反應(yīng)方向開(kāi)始，按不同的配比作為起始物質(zhì)，達(dá)到平衡時(shí)C仍為1.8mol，依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算平衡狀態(tài)下逆向進(jìn)行生成0.4molA需要C物質(zhì)的量1.2mol，需要D物質(zhì)的量為0.8mol，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)D物質(zhì)的量大于0.8mol，D的起始物質(zhì)的量n（D）應(yīng)滿足的條件是：n（D）＞0.8mol，
故答案為：＞0.8mol；
（3）若降低原平衡體系溫度，當(dāng)再次達(dá)到平衡后，測(cè)得兩次平衡條件下混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量未發(fā)生改變，形成這種結(jié)果的可能原因是D的摩爾質(zhì)量和原平衡狀態(tài)的平均摩爾質(zhì)量相同，即M（D）=原平衡狀態(tài)的相對(duì)分子質(zhì)量，升高溫度后D變化為氣體，
故答案為：當(dāng)溫度升高到一定溫度以后，D漸漸轉(zhuǎn)化為氣體；
（4）2A（g）+B（g）?3C（g）+D（s），在一定溫度和常壓下，將1mol A和2mol B充入該容器中，建立平衡之后，A的物質(zhì)的量濃度為a mol/L，
①當(dāng)壓強(qiáng)為原來(lái)1.5倍時(shí)，A的平衡時(shí)物質(zhì)的量濃度為m mol/L，測(cè)得m=1.5a，體積變化從a變化應(yīng)1.5a，反應(yīng)前后氣體體積不變，壓強(qiáng)減小，平衡不移動(dòng)只是體積改變，
故答案為：氣體物質(zhì)兩邊的化學(xué)計(jì)量數(shù)相等，增大壓強(qiáng)不改變平衡狀態(tài)；
②當(dāng)壓強(qiáng)為原來(lái)10倍時(shí)，A的平衡時(shí)物質(zhì)的量濃度為n mol/L，體積變化引起的濃度變化濃度應(yīng)變化為10a，應(yīng)為n=10a，而實(shí)際測(cè)定結(jié)果測(cè)得n＞10a，證明平衡逆向進(jìn)行，只能是增大壓強(qiáng)，結(jié)合反應(yīng)前后氣體變化可知，可能B變化為非氣體才符合，
故答案為：B漸漸轉(zhuǎn)化為非氣態(tài)，增大壓強(qiáng)平衡向左移動(dòng)；
③當(dāng)壓強(qiáng)為原來(lái)100倍時(shí)，A的平衡時(shí)物質(zhì)的量濃度為p mol/L，物質(zhì)狀態(tài)不變，則應(yīng)得到p=100a，但測(cè)得p＜100a，形成這種結(jié)果的可能的原因是，反應(yīng)增大壓強(qiáng)平衡正向進(jìn)行，則只能C變化為非氣體，所以形成這種結(jié)果的可能的原因是C漸漸轉(zhuǎn)化為非氣態(tài)，增大壓強(qiáng)平衡再次向右移動(dòng)，
故答案為：C漸漸轉(zhuǎn)化為非氣態(tài)，增大壓強(qiáng)平衡再次向右移動(dòng)；

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡影響因素分析，圖象分析判斷方法，平衡移動(dòng)原理，平衡常數(shù)分析判斷，等效平衡的理解應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度較大．