Question

（12分）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) 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．n(A)∶n(B)∶n(C)＝2∶3∶3       
D．混合氣體的平均相對分子質量不再改變

Answer 1

（1）4   > （2）37.5%  0.25  （3）＜  （4）BD

試題分析：升高溫度C的物質的量增加，說明升高溫度平衡向正反應方向移動，因此正反應是吸熱反應，即△H＞0。
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
（1）所以該反應在30℃時平衡常數K₁＝
（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)＝
（3）正反應是吸熱反應，升高溫度平衡向正反應方向移動，所以平衡常數是增大的。
（4）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。速率之比是相應的化學計量數之比，因此A中的關系始終是成立，不正確。根據方程式可知，該反應是體積減小的可逆反應，所以壓強也是減小的，因此當壓強不再發生變化時，可以說明達到平衡狀態，B正確；平衡時濃度不再發生變化，但物質之間的濃度不一定相等或滿足某種關系，因此選項C不正確；混合氣的平均相對分子質量是混合氣的質量和混合氣的總的物質的量的比值，質量不變，但物質的量是變化的，所以D可以說明，因此答案選BD。
點評：可逆反應的有關計算一般采用三段式，而平衡狀態的判斷既要抓住本質正逆反應速率相等，又要抓住特征（例如濃度、含量等不再發生變化）。