Question

20．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(yīng)：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(yīng)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(yīng)在30℃時平衡混合氣中C的體積分數(shù)為ω₁=37.5%；
（2）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(yīng)重新達到平衡時，C的體積分數(shù)為ω₃，則ω₃＞ω₂ （填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）可以判斷2A（g）+3B（g）?3C（g） 反應(yīng)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）30℃時平衡時C的物質(zhì)的量為1.5mol，利用差量法計算混合氣體減小的物質(zhì)的量，再計算平衡時混合氣體總的物質(zhì)的量，C的體積分數(shù)ω₁=$\frac{C的物質(zhì)的量}{混合氣體總物質(zhì)的量}$×100%；
（2）等效為在70℃到達平衡的基礎(chǔ)上壓強增大一倍，平衡向正反應(yīng)方向移動，C的體積分數(shù)增大；
（3）可逆反應(yīng)到達平衡時，同種物質(zhì)的正逆速率相等，各組分的濃度、含量保持不變，由此衍生的其它一些量不變，判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進行發(fā)生變化，該物理量由變化到不變化說明到達平衡．

解答 解：（1）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(yīng)混合物總的物質(zhì)的量為2mol+3mol-1mol=4mol，C的體積分數(shù)ω₁=$\frac{1.5mol}{4mol}$×100%=37.5%，
故答案為：37.5%；
（2）等效為在70℃到達平衡的基礎(chǔ)上壓強增大一倍，平衡向正反應(yīng)方向移動，C的體積分數(shù)增大，故ω₃＞ω₂，
故答案為：＞；
（3）A．未指明正逆速率，不能說明到達平衡，故A錯誤；
B．隨反應(yīng)進行，反應(yīng)混合物的物質(zhì)的量減小，壓強降低，當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(yīng)進行，反應(yīng)混合物的物質(zhì)的量減小，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量增大，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(zhuǎn)化率有關(guān)，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(guān)計算、平衡狀態(tài)的判斷等，難度中等，注意判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進行發(fā)生變化，該物理量由變化到不變化說明到達平衡．