Question

在一固定容積為2 L的密閉容器中加入2 molA和3 molB，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1.5 mol
C，此時，平衡混合氣中C的體積分數為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的物質的量為2.1 mol，體積分數為ω₂，請回答下列問題，
（1）該反應在30℃時平衡常數K₁=          ，焓變△H      0(填“>”、“<”或“=”)。
（2）該反應在30℃時平衡混合氣中C的體積分數為ω₁=         ；從反應開始到達到化學平衡狀態時v(A)＝____________mol/(L·min)
（3）該反應在70℃時平衡常數為K₂，則 K₁      K₂(填“＞”、“＝”或“＜”)
（4）70℃時，若保持溫度不變，在2 L的密閉容器中加入4 molA和6 molB，當反應重新達到平衡時，C的體積分數為ω₃，則ω₃     ω₂ (填“>”、“<”或“="”" )。
（5）可以判斷2A(g)+3B(g) 3C(g) 反應已經達到平衡的是(　　)
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量不再改變
E．n(A)∶n(B)∶n(C)＝2∶3∶3

Answer 1

（共14分每空二分）（1）4   > （2）37.5%  0.25  （3）＜  （4）＞ （5）BD

試題分析：（1）2min達平衡，平衡時C為1.5mol，濃度為1.5mol÷2L＝0.75mol/L，則：
2A（g）+3B（g）3C（g）
起始濃度（mol/L）     1        1.5              0
轉化濃度（mol/L）     0.5      0.75          0.75
平衡濃度（mol/L）     0.5      0.75          0.75
所以30℃平衡常數k＝＝4
由題意可知，升高溫度平衡時C的物質的量增大，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
（2）30℃時平衡時C的物質的量為1.5mol，則：
2A（g）+3B（g）3C（g）物質的量減少△n
3                2
1.5mol         1mol
因此平衡時反應混合物總的物質的量為2mol＋3mol－1mol＝4mol
則C的體積分數ω₁＝＝37.5%
v（C）＝0.75mol/L÷2min＝0.375mol/（L?min）
由于率之比等于化學計量數之比
所以v（A）＝2/3v（C）＝2/3×0.375mol/（L?min）＝0.25mol/（L?min）。
（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越大，故K₁＜K₂。
（4）該平衡相當于是在原平衡在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的體積分數增大，故ω₃＞ω₂。
（5）在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質的濃度或含量不再發生變化的狀態，稱為化學平衡狀態。A中未指明正逆速率，不能說明到達平衡，故A錯誤；隨反應進行，反應混合物的物質的量減小，壓強降低，密閉容器中總壓強不變，說明到達平衡，故B正確；密度是混合氣的質量和容器容積的比值，在反應過程中質量和容積始終是不變的，C不正確；混合氣體的總質量不變，隨反應進行，反應混合物的物質的量減小，混合氣體的平均相對分子質量減小，當混合氣體的平均相對分子質量不再改變，說明到達平衡，故D正確；平衡時各組分的物質的量之比不一定等于化學計量數之比，與開始的物質的量及轉化率有關，當n（A）：n（B）：n（C）=2：3：3，不能說明到達平衡，故E錯誤，因此正確的答案選BD。
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。題目綜合性較大，對學生的要求較高，有利于調動學生的學習興趣、激發學生的學習積極性。答題時注意基礎知識的理解掌握，難點是等效平衡的應用和平衡狀態的判斷。