Question

向一密閉容器中充入1 mol A，2 mol B，發(fā)生如下反應(yīng)：

A(g)+2B(g)C(s)+3D(g)

在一定條件下達到平衡，測得混合氣體D的濃度為1.4 mol·L^-1。

（1）若壓縮容器增大壓強，則逆反應(yīng)的速率____________；容器中D的濃度____________。（填“增大”“減小”或“不變”）

（2）溫度升高，混合氣體平均相對分子質(zhì)量增大，則正反應(yīng)____________。（填“吸熱”或“放熱”）

（3）在一體積可變的密閉容器中，充入0.8 mol C,3.5 mol D，若使D的濃度仍為1.4 mol·L^-1，則容器體積取值范圍為____________。

Answer 1

（1）加快  增大

（2）放熱

（3）2.5 L＞V＞

解析：此題考查了化學反應(yīng)速率與限度的知識，平衡移動與外界條件的關(guān)系符合勒夏特列原理，即改變影響化學平衡的一個條件，平衡向減弱這種改變的方向移動。但是平衡的移動只能減弱這種改變，不能把這種改變完全抵消。壓縮容器增大壓強，正逆反應(yīng)的速率都增加，結(jié)合反應(yīng)方程式可知，反應(yīng)前后氣體體積相等，壓強改變對正逆反應(yīng)速率產(chǎn)生的影響相同，即正逆反應(yīng)速率增大的幅度相同，所以平衡不移動，容器壓縮后體積減小，D的物質(zhì)的量不變，則D的濃度增大。結(jié)合題意：C是固態(tài)，反應(yīng)前后的氣體體積不變，混合氣體平均相對分子質(zhì)量增大說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，因為溫度升高平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動，即逆反應(yīng)吸熱，正反應(yīng)放熱。由問題（3）可知，該條件下達到的平衡與題干表述的條件下達到的平衡是等效平衡，等效平衡是指條件不變時，只要加入的各物質(zhì)成一定的比例，可逆反應(yīng)不論采取何種途徑即由正反應(yīng)開始或由逆反應(yīng)開始，最后所處的平衡狀態(tài)是相同的。因為問題（3）中反應(yīng)容器體積可變，即壓強一定，并且此反應(yīng)前后氣體體積不變，所以當從只有D是氣體的逆反應(yīng)方向開始反應(yīng)，無論加入任何量的D氣體，達到的平衡狀態(tài)與題干條件下達到的平衡都是等效平衡。即無論容器體積的大小如何變化D的濃度都為1.4 mol·L^-1，但是，D的多少會受到物質(zhì)C的量的限制，可逆反應(yīng)中C參加反應(yīng)，但不能完全反應(yīng)。因此，可以采取極限法來討論：

假設(shè)C完全反應(yīng)，此時，容器中D的物質(zhì)的量為3.5 mol-2.4 mol=1.1 mol,1.4 mol·L^-1=,V=L。

假設(shè)C完全不反應(yīng)，此時容器中D的物質(zhì)的量是3.5 mol，同法可求出V=2.5 L。

即容器體積的取值范圍是2.5 L＞V＞ L。