Question

【題目】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(qǐng)回答下列問(wèn)題，

（1）該反應(yīng)在30℃時(shí)平衡常數(shù)K1=_________ ，焓變△H_______0(填“>”、“<”或“=”)。

（2）從反應(yīng)開(kāi)始到達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)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）可以判斷2A(g)+3B(g) 3C(g) 反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡（____）

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(duì)分子質(zhì)量不再改變

E．n(A)∶n(B)∶n(C)＝2∶3∶3

Answer 1

【答案】4 ＞ 0.25 ＜ BD

【解析】

（1）2min達(dá)平衡，平衡時(shí)C為1.5mol，據(jù)此利用三段式計(jì)算平衡時(shí)各組分的平衡濃度，代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算；根據(jù)溫度對(duì)平衡狀態(tài)的影響分析判斷；

（2）根據(jù)v=△n/(V·△t)計(jì)算v（C），再利用速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v（A）；

（3）根據(jù)溫度對(duì)平衡狀態(tài)的影響分析判斷；

（4）化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不變、含量不變，由此衍生的一些物理量也不變，據(jù)此結(jié)合選項(xiàng)判斷。

（1）2min達(dá)平衡，平衡時(shí)C為1.5mol，C的平衡濃度為1.5mol÷2L=0.75mol/L，則：

2A（g）+3B（g）3C（g）

開(kāi)始（mol/L）：1 1.5 0

變化（mol/L）：0.5 0.75 0.75

平衡（mol/L）：0.5 0.75 0.75

故30℃平衡常數(shù)k=0.753/(0.52×0.753)=4

由題意可知，升高溫度平衡時(shí)C的物質(zhì)的量增大，說(shuō)明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即△H＞0；

（2）2min達(dá)平衡，平衡時(shí)C為1.5mol，C的平衡濃度為1.5mol÷2L=0.75mol/L，用C表示的反應(yīng)速率是0.75mol/L÷2min＝0.375mol/（Lmin）。反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，所以v（A）=2/3v（C）=2/3×0.375mol/（Lmin）=0.25mol/（Lmin）；

（3）升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，說(shuō)明溫度越高平衡常數(shù)越大，故K1＜K2；

（4）A．未指明正逆速率，不能說(shuō)明到達(dá)平衡，故A錯(cuò)誤；

B．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(shuō)明到達(dá)平衡，故B正確；

C．混合氣體的總質(zhì)量不變，容器的體積不變，容器中混合氣體的密度始終不變，不能說(shuō)明到達(dá)平衡，故C錯(cuò)誤；

D．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(duì)分子質(zhì)量增大，當(dāng)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變，說(shuō)明到達(dá)平衡，故D正確；

E．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(kāi)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時(shí)不能說(shuō)明到達(dá)平衡，故E錯(cuò)誤；

故答案為BD。