Question

10．在一個(gè)1L的密閉容器中，加入2mol A和1mol B，發(fā)生下列反應(yīng)：2A（g）+B（g）?3C（g）+D（s），達(dá)到平衡時(shí)，C的濃度為1.2mol•L^-1．
（1）寫(xiě)出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：K=$\frac{{c}^{3}（C）}{{c}^{2}（A）c（B）}$．
已知：K_300℃＞K_350℃，則該反應(yīng)是放熱反應(yīng)．
（2）可以說(shuō)明可該反應(yīng)已達(dá)到平衡的是：（b）（注意字母大小寫(xiě)）
（a） 單位時(shí)間內(nèi)生成2n摩爾A，同時(shí)生成n摩爾B
（b） V_逆（A）=2v_正（B）
（c） 容器中A、B、C的物質(zhì)的量為2：1：3
（d） 容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化而變化
（3）維持容器的溫度不變，若縮小容器的體積，則平衡不移動(dòng)（填“正反應(yīng)方向”或“逆反應(yīng)方向”或“不”）．
（4）維持容器的體積和溫度不變，按下列四種配比作為起始物質(zhì)，達(dá)到平衡后，C的濃度仍是1.2mol•L^-1的是BD．
A．4mol A+2mol B
B．3mol C+1mol D
C．2mol A+1mol B+3mol C+1mol D
D．2mol A+1mol B+1mol D
（5）若維持容器內(nèi)的體積和溫度不變，反應(yīng)從逆反應(yīng)開(kāi)始，按不同配比作為起始物質(zhì)，達(dá)到平衡時(shí)，C的濃度仍是1.2mol•L^-1，則C的起始物質(zhì)的量應(yīng)滿(mǎn)足的條件是1.2 mol＜n_（C）≤3mol．

Answer 1

分析 （1）平衡常數(shù)K=$\frac{生成物平衡濃度冪次方乘積}{反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積}$，固體不能寫(xiě)入，K_300℃＞K_350℃，溫度越高平衡常數(shù)越小說(shuō)明升溫平衡逆向進(jìn)行，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
（2）當(dāng)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不變，由此衍生的一些物理量也不變，注意該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積不變的可逆反應(yīng)；
（3）維持容器的溫度不變，若縮小容器的體積相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，說(shuō)明增大壓強(qiáng)平衡不變；
（4）反應(yīng)2A（g）+B（g）?3C（g）+D（s），D為固體，D的量不影響平衡；在恒溫恒容下，不同途徑達(dá)到平衡后，C的濃度仍為1.2mol/L，說(shuō)明與原平衡為等效平衡，按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到方程式的左邊，只要滿(mǎn)足n（A）=2mol，n（B）=1mol即可，據(jù)此進(jìn)行分析；
（5）采用極限法求出C的物質(zhì)的量，如果假設(shè)C全部反應(yīng)轉(zhuǎn)化為A、B，此時(shí)C的物質(zhì)的量最小是1.2mol，當(dāng)加入2mol A和1mol B，即加入3molC．

解答 解：（1）2A（g）+B（g）?3C（g）+D（s），平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{3}（C）}{{c}^{2}（A）c（B）}$，K_300℃＞K_350℃，溫度越高平衡常數(shù)越小說(shuō)明平衡逆向進(jìn)行，逆向進(jìn)行逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，
故答案為：$\frac{{c}^{3}（C）}{{c}^{2}（A）c（B）}$；放；
（2）2A（g）+B（g）?3C（g）+D（s），反應(yīng)是氣體體積不變的放熱反應(yīng)，結(jié)合平衡移動(dòng)原理分析，
（a） 單位時(shí)間內(nèi)生成2n摩爾A，同時(shí)生成n摩爾B，只能說(shuō)明反應(yīng)逆向進(jìn)行，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故（a）錯(cuò)誤；
（b） 速率之比等于化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比為正反應(yīng)速率，速率v_逆（A）=2v_正（B），說(shuō)明A的正逆反應(yīng)速率相同，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故（b）正確；
（c） 容器中A、B、C的物質(zhì)的量為2：1：3，和化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比相同，但不能說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相同，故（c）錯(cuò)誤；
（d） 反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，容器內(nèi)的總壓強(qiáng)始終不隨時(shí)間變化而變化，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故（d）錯(cuò)誤；
故答案為：（b）；
（3）2A（g）+B（g）?3C（g）+D（s），反應(yīng)是氣體體積不變的放熱反應(yīng)，維持容器的溫度不變，若縮小容器的體積，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡不變，則平衡不移動(dòng)，故答案為：不；
（4）2A（g）+B（g）?3C（g）+D（s），根據(jù)等效平衡，把各物質(zhì)都換算成方程式左邊的物質(zhì)，與初始加入的2molA和1molB相等或比值相同即可，
A、該反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，壓強(qiáng)不影響平衡，開(kāi)始加入4molA+2molB，與加入2molA和1molB達(dá)平衡的平衡為等效平衡，達(dá)到平衡時(shí)C的濃度為2.4mol/L，故A錯(cuò)誤；
B．開(kāi)始加入3molC+1molD，將3molC、1molD按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊可得2molA、1molB，故等效為開(kāi)始加入2molA、2molB所到達(dá)的平衡，達(dá)到平衡時(shí)C的濃度為1.2mol/L，故B正確；
C.2mol A+1mol B+3mol C+1mol D，由于D為固態(tài)，不影響化學(xué)平衡，轉(zhuǎn)化起始量為4molA和2molB，與起始量比值相同，則與原反應(yīng)中2mol A和1molB互為等效平衡，達(dá)到平衡時(shí)C的濃度仍然為2.4mol/L，故C錯(cuò)誤；
D.2mol A+1mol B+1mol D，由于D為固態(tài)，不影響化學(xué)平衡，則與原反應(yīng)中2mol A和1molB互為等效平衡，達(dá)到平衡時(shí)C的濃度仍然為1.2mol/L，故D正確；
故答案為：BD；
（5）若維持容器的體積和溫度不變，反應(yīng)從逆反應(yīng)開(kāi)始，按不同配比作為起始物質(zhì)，達(dá)到平衡時(shí)，C的濃度仍是1.2mol•L^-1，此時(shí)和初始時(shí)是等效的，當(dāng)加入2mol A和1mol B，即加入3molC，符合題意，如果假設(shè)C全部反應(yīng)轉(zhuǎn)化為A、B，此時(shí)C的物質(zhì)的量最小是1.2mol，即1.2 mol＜n_（c）≤3mol，
故答案為：1.2 mol＜n_（C）≤3mol．

點(diǎn)評(píng) 本題考查的是平衡標(biāo)志、平衡常數(shù)影響因素、等效平衡及化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算、平衡移動(dòng)原理放熱分析應(yīng)用，注意采用極限反應(yīng)法求出C的物質(zhì)的量，題目難度中等．