Question

在一個固定體積的密閉容器中，向容器中充入2mol A和1mol B，發(fā)生如下反應：2A（g）+B（g）?3C（g）+D（s），反應達到平衡時C的濃度為1.2mol/L．
（1）若使容器溫度升高，平衡時混合氣體的平均相對分子減小，則正反應為

吸熱

（填“吸熱”或“放熱”）反應．
（2）下列敘述能證明該反應已達到化學平衡狀態(tài)的是（填標號）

BCE

．
A．容器內壓強不再發(fā)生變化　　B．容器內氣體密度不再發(fā)生變化　　C．容器內氣體C的分子總數(shù)不再發(fā)生變化　　D．相同時間內消耗2nmolA的同時消耗nmolB　　E．相同時間內生成2nmolA的同時生成3nmolC
（3）若維持容器體積和溫度不變，按下列方法加入起始物質，達到平衡時C的濃度仍為1.2mol/L的是

③⑤

（用序號填空）
①4mol A+2mol B
②3mol C+1mol D+l mol B　　　　　　　
③3mol C+2mol D
④1.6mol A+0.8mol B+0.6mol C  　　　
⑤2mol A+1mol B+1molHe
（4）某溫度下，向容器中加入3mol C和0.8molD，反應達到平衡時C的濃度仍為1.2mol/L，則容器的容積V應大于

0.5

L，小于

2.5

L．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)質量、摩爾質量、物質的量的關系結合方程式判斷平衡的移動，從而判斷是吸熱反應還是放熱反應；
（2）根據(jù)化學平衡狀態(tài)的特征分析，當反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、質量、體積分數(shù)以及百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，做題時要注意方程式前后氣體的化學計量數(shù)的關系；
（3）根據(jù)等效平衡判斷；
（4）采用極限法求出C的物質的量，根據(jù)濃度、物質的量求出容器的體積．

解答：解：（1）根據(jù)質量守恒定律及反應方程式知，該反應反應前后氣體的物質的量不變，氣體的質量變小，所以平均摩爾質量減小，溫度升高，平衡時混合氣體的平均相對摩爾質量減小，說明平衡向正反應方向移動，所以正反應是吸熱反應，
故答案為：吸熱；
（2）A．反應前后氣體的物質的量不變，所以不能用壓強判斷平衡，故A錯誤；
B．反應前后氣體體積不變，氣體的質量減少，所以密度減小，所以容器內氣體密度不再發(fā)生變化即是平衡狀態(tài)，故B正確；
C．隨著反應進行，C分子逐漸增多，所以容器內氣體C的分子總數(shù)不再發(fā)生變化即是平衡狀態(tài)，故C正確；　　
D．相同時間內消耗2nmolA的同時消耗nmolB，都是向正方向進行，所以不能判斷平衡狀態(tài)，故D錯誤；
E．相同時間內生成2nmolA為正反應，同時生成3nmolC為逆反應，而且反應的比值等于計量數(shù)之比，所以能判斷平衡，故E正確；
故答案為：BCE；
（3）根據(jù)等效平衡，把物質都換算成方程式一邊的物質，且和初始加入的入2mol A和1mol B相等即可．
①4mol A+2mol B 與初始A、B濃度不同，故錯誤； 
②3molC+l mol D+1mol B換算成A、B，A、B濃度分別為2mol、2mol，與初始濃度不同，故錯誤；
③3mol C+2mol D 換算成A、B，A、B濃度分別為2mol、1mol，D是固體，對氣體無影響，故正確；
④1.6molA+0.8 mol B+0.6mol C 與初始濃度相比，增大了C，平衡逆移，但是C的濃度增大，故錯誤；
⑤2mol A+1mol B+1molHe，體積恒定，加入稀有氣體，平衡不移動，所以加入1molHe無影響，A、B濃度分別為2mol、1mol與初始濃度相同，故正確；
故答案為：③⑤；
（4）2A（g）+B（g）3C（g）+D（S），
  C、D未反應     0       0            3mol     0.8 mol 
  D完全反應    1.6mol    0.8 mol      0.6mol     0
CD未反應時容器的體積V=

n

c

=

3mol

1.2mol/L

=2.5L；
 D完全反應時容器的體積V=

n

c

=

0.6mol

1.2mol/L

=0.5L；
即體積為0.5L＜V＜2.5L，故答案為：0.5；2.5．

點評：本題考查的是等效平衡及化學平衡的有關計算，采用極限反應法求出C的物質的量，然后根據(jù)物質的量、物質的量濃度、體積之間的關系，從而求出容器體積，采用極限反應法是解（4）題的關鍵．