Question

7．在一容積為2L的密閉容器中加入2molA和3molB，保持溫度為30℃，在催化劑存在的條件下進(jìn)行下列反應(yīng)：
A（g）+2B（g）?3C（g），達(dá)到平衡后生成1.5molC，此時(shí)，平衡混合氣中C的體積分?jǐn)?shù)為ω；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1.2mol．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題，
（1）該反應(yīng)的焓變△H＜0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）30℃時(shí)，平衡混合氣中C的體積分?jǐn)?shù)ω=30%，A物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率與B物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率之比為3：4．
（3）30℃時(shí)，若在同一容器中加入1.5mol A、2 mol B和1.5mol C，則平衡混合氣中C的體積分?jǐn)?shù)仍為ω，此時(shí)平衡體系中A的物質(zhì)的量濃度為0.75mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）由題意可知，升高溫度平衡時(shí)C的物質(zhì)的量減小，說(shuō)明升高溫度平衡逆向移動(dòng)，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
（2）反應(yīng)前后氣體總物質(zhì)的量不變，30℃達(dá)到平衡后生成1.5molC，C的體積分?jǐn)?shù)=$\frac{c的物質(zhì)的量}{混合氣體總物質(zhì)的量}$×100%；根據(jù)方程式計(jì)算消耗A、B物質(zhì)的量，再計(jì)算轉(zhuǎn)化率之比；
 （3）30℃時(shí)，改變起始物質(zhì)通入量，到達(dá)平衡混合氣中C的體積分?jǐn)?shù)仍為ω，說(shuō)明與原平衡為等效平衡，反應(yīng)前后氣體體積不變，按化學(xué)計(jì)量數(shù)比轉(zhuǎn)化到左邊滿足n（A）：n（B）=2：3；
與30℃到達(dá)平衡為完全等效平衡，平衡時(shí)A的濃度相等；

解答 解：（1）由題意可知，升高溫度平衡時(shí)C的物質(zhì)的量減小，說(shuō)明升高溫度平衡逆向移動(dòng)，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則△H＜0，故答案為：＜；
（2）反應(yīng)前后氣體總物質(zhì)的量不變，30℃達(dá)到平衡后生成1.5molC，C的體積分?jǐn)?shù)=$\frac{1.5mol}{2mol+3mol}$×100%=30%；
根據(jù)方程式計(jì)算消耗A為1.5mol×$\frac{1}{3}$=0.5mol、消耗B物質(zhì)的量為1.5mol×$\frac{2}{3}$=1mol，A物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率與B物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率之比為$\frac{0.5mol}{2mol}$：$\frac{1mol}{3mol}$=3：4，
故答案為：30%；3：4；
（3）30℃時(shí)，改變起始物質(zhì)通入量，到達(dá)平衡混合氣中C的體積分?jǐn)?shù)仍為ω，說(shuō)明與原平衡為等效平衡，反應(yīng)前后氣體體積不變，按化學(xué)計(jì)量數(shù)比轉(zhuǎn)化到左邊滿足n（A）：n（B）=2：3，則（1.5mol+1.5mol×$\frac{1}{3}$）：[n（B）+1.5mol×$\frac{2}{3}$]=2：3，解得n（B）=2；
與30℃到達(dá)平衡為完全等效平衡，平衡時(shí)A的濃度相等，則平衡時(shí)A的物質(zhì)的量為$\frac{2mol-0.5mol}{2L}$=0.75mol/L，
故答案為：2；0.75．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算與影響因素，（3）中關(guān)鍵是對(duì)等效平衡規(guī)律的理解掌握，難度中等．