Question

【題目】t℃時，將3 mol A和2 mol B氣體通人體積為2L的密閉容器中（容積不變），發生如下反應：3A(g)+B(g) 2C(g)，2 min時反應達到平衡狀態（溫度不變），測得C的濃度為0.2 mol/L，請填寫下列空白：

（1）該過程用A表示的反應速率為：v(A)=_______；該溫度下該反應的化學平衡常數表達式為__________。

（2）比較達到平衡時，A、B兩反應物的轉化率：α(A)______α(B)（填“＞”、“=”或“＜”）。

（3）判斷反應達到平衡狀態的依據是（填字母序號）__________。

a．生成C的速率與消耗B的速率相等 b．混合氣體的密度不變

c．混合氣體的相對平均分子質量不變 d．A的質量分數不再發生變化

（4）若升高溫度，再次達平衡時，平衡常數數值變大，則該反應的H_____0（填“＞”、“=”或“＜”）。

（5）若保持溫度不變時，繼續向原平衡混合物的容器中通入少量氦氣(氦氣和A、B、C都不反應)后，則化學反應速率會__________（填“加快”、“減慢”或“不變”），化學平衡將_________（填“正反應方向移動”、“逆反應方向移動”或“不移動”）。

（6）在恒溫恒容密閉容器中進行上述反應，起始投料時各物質的濃度如下表：

	A	B	C
投料I	3.0 mol/L	1.0 mol/L	0
投料II	2.0 mol/L	1.0 mol/L	2.0 mol/L

按投料I進行反應，測得達到化學平衡狀態時A的轉化率為40％，若按投料II進行反應，起始時反應進行的方向為________（填“正向”、“逆向”或“不移動）。

Answer 1

【答案】0.15 mol/(L·min) K=c2(C)/c3(A)c(B) ＞ c d ＞ 不變 不移動 逆向

【解析】

（1）列出三行式，找出轉化量和平衡量，再根據v=計算反應速率；根據化學方程式，列出平衡常數表達式。

（2）列出三行式，找出轉化量和平衡量，求出A、B的轉化率，再比較大小；

（3）達到平衡狀態時正反應速率和逆反應速率相等，各物質的百分含量保持不變；

（4）若升高溫度，再次達平衡時，平衡常數數值變大，說明升高溫度平衡向正反應方向移動，由于升高溫度平衡向吸熱反應方向移動，則正反應為吸熱反應，△H>0；

（5）恒容容器充入惰氣，各物質的濃度不變，則化學反應速率不變，化學平衡將不移動；

（6）根據投料I達到平衡時A的轉化率，求出平衡時各物質的濃度，進而求出該溫度下平衡常數；若按投料II進行反應，Qc==0.5>K，所以起始時反應向逆向進行。

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

起始濃度（mol/L）1.51 0

轉化濃度（mol/L）0.30.1 0.2

平衡濃度（mol/L）1.20.9 0.2

2min達平衡，該過程用A表示的反應速率為：v(A)==0.15 mol/(L·min)；

根據化學方程式，平衡常數表達式為K=c2(C)/c3(A)c(B)。

故答案為：0.15 mol/(L·min)； K=c2(C)/c3(A)c(B)；

（2）達到平衡時，A的轉化率：α(A)=×100%=20%，

α(B)=×100%=10%，所以α(A) ＞α(B)。

故答案為：＞；

（3）a．生成C的速率與消耗B的速率相等不能說明正反應速率等于逆反應速率，故不能判斷是否達到平衡，a不選；

b．由于該反應容積固定，V不變，反應物和生成物都是氣體，總質量不變，所以混合氣體的密度始終不變，不能判斷是否達到平衡，b不選；

c．根據M=，混合氣體的質量不變，但氣體的總物質的量隨反應改變，若相對平均分子質量不變則說明各物質的百分含量不再改變，說明達到平衡狀態，c選；

d．A的質量分數不再發生變化，則反應混合物中各組分百分含量都不變，說明達到平衡狀態，d選；

故答案為：c d；

（4）若升高溫度，再次達平衡時，平衡常數數值變大，說明升高溫度平衡向正反應方向移動，由于升高溫度平衡向吸熱反應方向移動，則正反應為吸熱反應，△H>0；

故答案為：＞；

（5）通入少量氦氣后，由于是恒容，各物質的濃度不變，則化學反應速率不變，化學平衡不移動。

故答案為：不變 ；不移動；

（6）恒溫恒容密閉容器中，起始投料I建立平衡:

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

起始濃度（mol/L）3 1 0

轉化濃度（mol/L）3xx 2x

平衡濃度（mol/L）3-3x1-x 2x

A的轉化率為40％，則×100%=40%，解得x=0.4，

則該溫度下的平衡常數為K===0.18

若按投料II進行反應，Qc==0.5>K，所以起始時反應向逆向進行。

故答案為：逆向。