Question

在一固定容積為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行下列反應：2A（g）+3B（g）?3C（g），2分鐘達到平衡，生成1.5mol C，此時，平衡混合氣中C的體積分數(shù)為ω₁；若將溫度升高到70℃后，其他條件均不變，當反應重新達到平衡時，C的物質(zhì)的量為2.1mol，體積分數(shù)為ω₂，請回答下列問題，
（1）該反應在30℃時平衡常數(shù)K₁=

4

，焓變△H

＞

0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）該反應在30℃時平衡混合氣中C的體積分數(shù)為ω₁=

37.5%

；從反應開始到達到化學平衡狀態(tài)時v（A）=

0.25

mol/（L?min）
（3）該反應在70℃時平衡常數(shù)為K₂，則 K₁

＜

K₂（填“＞”、“=”或“＜”）
（4）70℃時，若保持溫度不變，在2L的密閉容器中加入4molA和6molB，當反應重新達到平衡時，C的體積分數(shù)為ω₃，則ω₃

＞

ω₂ （填“＞”、“＜”或“=”）．
（5）可以判斷2A（g）+3B（g）?3C（g） 反應已經(jīng)達到平衡的是

BD

A．2v（B）=3v（A）                     
B．密閉容器中總壓強不變
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

分析：（1）2min達平衡，平衡時C為1.5mol，據(jù)此利用三段式計算平衡時各組分的平衡濃度，代入平衡常數(shù)表達式計算；
由題意可知，升高溫度平衡時C的物質(zhì)的量增大，說明升高溫度平衡向正反應移動，故正反應為吸熱反應；
（2）根據(jù)平衡時C的物質(zhì)的量，利用差量法計算反應混合物減少的物質(zhì)的量，進而計算平衡時反應混合物的總的物質(zhì)的量，再根據(jù)體積分數(shù)定義計算；
根據(jù)v=

△n V

△t

計算v（C），再利用速率之比等于化學計量數(shù)之比計算v（A）；
（3）升高溫度平衡向正反應方向移動，說明溫度越高平衡常數(shù)越大；
（4）等效為在70℃到達平衡的基礎上壓強增大一倍，平衡向正反應方向移動；
（5）化學反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，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)此結合選項判斷．

解答：解：（1）2min達平衡，平衡時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C的物質(zhì)的量增大，說明升高溫度平衡向正反應移動，故正反應為吸熱反應，即△H＞0，
故答案為：4，＞；
（2）30℃時平衡時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
故平衡時反應混合物總的物質(zhì)的量為2mol+3mol-1mol=4mol，C的體積分數(shù)ω₁=

1.5mol

4mol

×100%=37.5%，
v（C）=

1.5mol 2L

2min

=0.375mol/（L?min），率之比等于化學計量數(shù)之比，所以v（A）=

2

3

v（C）=

2

3

×0.375mol/（L?min）=0.25mol/（L?min），故答案為：37.5%，0.25；
（3）升高溫度平衡向正反應方向移動，說明溫度越高平衡常數(shù)越大，故K₁＜K₂，故答案為：＜；
（4）等效為在70℃到達平衡的基礎上壓強增大一倍，平衡向正反應方向移動，C的體積分數(shù)增大，故ω₃＞ω₂，
故答案為：＞；
（5）A．未指明正逆速率，不能說明到達平衡，故A錯誤；
B．隨反應進行，反應混合物的物質(zhì)的量減小，壓強降低，密閉容器中總壓強不變，說明到達平衡，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，不能說明到達平衡，故C錯誤；
D．混合氣體的總質(zhì)量不變，隨反應進行，反應混合物的物質(zhì)的量減小，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量減小，當混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變，說明到達平衡，故D正確；
E．平衡時各組分的物質(zhì)的量之比不一定等于化學計量數(shù)之比，與開始的物質(zhì)的量及轉化率有關，當n（A）：n（B）：n（C）=2：3：3，不能說明到達平衡，故E錯誤；
故答案為：BD．

點評：本題考查化學平衡的有關計算、化學平衡常數(shù)、平衡狀態(tài)的判斷、反應速率的計算等，題目綜合性較大，難度中等，注意基礎知識的理解掌握．