Question

在一固定容積為2 L的密閉容器中加入2 molA和3 molB，保持溫度為30℃，在
催化劑存在的條件下進(jìn)行下列反應(yīng)：2A(g)+3B(g) 3C(g)，2分鐘達(dá)到平衡，生成1.5 mol
C，此時(shí)，平衡混合氣中C的體積分?jǐn)?shù)為ω₁；若將溫度升高到70℃后，其他條件均不變，當(dāng)
反應(yīng)重新達(dá)到平衡時(shí)，C的物質(zhì)的量為2.1 mol，體積分?jǐn)?shù)為ω₂，請回答下列問題，
（1）該反應(yīng)在30℃時(shí)平衡常數(shù)K₁=          ，焓變△H      0(填“>”、“<”或“=”)。
（2）該反應(yīng)在30℃時(shí)平衡混合氣中C的體積分?jǐn)?shù)為ω₁=         ；從反應(yīng)開始到達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)v(A)＝____________mol/(L·min)
（3）該反應(yīng)在70℃時(shí)平衡常數(shù)為K₂，則 K₁      K₂(填“＞”、“＝”或“＜”)
（4）70℃時(shí)，若保持溫度不變，在2 L的密閉容器中加入4 molA和6 molB，當(dāng)反應(yīng)重新達(dá)到平衡時(shí)，C的體積分?jǐn)?shù)為ω₃，則ω₃     ω₂ (填“>”、“<”或“="”" )。
（5）可以判斷2A(g)+3B(g) 3C(g) 反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是(　　)
A．2v(B)＝3v(A)                    
B．密閉容器中總壓強(qiáng)不變
C．密閉容器中混合氣體的密度不變    
D．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變
E．n(A)∶n(B)∶n(C)＝2∶3∶3

Answer 1

（共14分每空二分）（1）4   > （2）37.5%  0.25  （3）＜  （4）＞ （5）BD

試題分析：（1）2min達(dá)平衡，平衡時(shí)C為1.5mol，濃度為1.5mol÷2L＝0.75mol/L，則：
2A（g）+3B（g）3C（g）
起始濃度（mol/L）     1        1.5              0
轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）     0.5      0.75          0.75
平衡濃度（mol/L）     0.5      0.75          0.75
所以30℃平衡常數(shù)k＝＝4
由題意可知，升高溫度平衡時(shí)C的物質(zhì)的量增大，說明升高溫度平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即△H＞0
（2）30℃時(shí)平衡時(shí)C的物質(zhì)的量為1.5mol，則：
2A（g）+3B（g）3C（g）物質(zhì)的量減少△n
3                2
1.5mol         1mol
因此平衡時(shí)反應(yīng)混合物總的物質(zhì)的量為2mol＋3mol－1mol＝4mol
則C的體積分?jǐn)?shù)ω₁＝＝37.5%
v（C）＝0.75mol/L÷2min＝0.375mol/（L?min）
由于率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比
所以v（A）＝2/3v（C）＝2/3×0.375mol/（L?min）＝0.25mol/（L?min）。
（3）升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，說明溫度越高平衡常數(shù)越大，故K₁＜K₂。
（4）該平衡相當(dāng)于是在原平衡在70℃到達(dá)平衡的基礎(chǔ)上壓強(qiáng)增大一倍，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，C的體積分?jǐn)?shù)增大，故ω₃＞ω₂。
（5）在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)（但不為0），反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。A中未指明正逆速率，不能說明到達(dá)平衡，故A錯(cuò)誤；隨反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)混合物的物質(zhì)的量減小，壓強(qiáng)降低，密閉容器中總壓強(qiáng)不變，說明到達(dá)平衡，故B正確；密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過程中質(zhì)量和容積始終是不變的，C不正確；混合氣體的總質(zhì)量不變，隨反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)混合物的物質(zhì)的量減小，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量減小，當(dāng)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變，說明到達(dá)平衡，故D正確；平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量之比不一定等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，與開始的物質(zhì)的量及轉(zhuǎn)化率有關(guān)，當(dāng)n（A）：n（B）：n（C）=2：3：3，不能說明到達(dá)平衡，故E錯(cuò)誤，因此正確的答案選BD。
點(diǎn)評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。題目綜合性較大，對學(xué)生的要求較高，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。答題時(shí)注意基礎(chǔ)知識(shí)的理解掌握，難點(diǎn)是等效平衡的應(yīng)用和平衡狀態(tài)的判斷。