Question

在一个固定体积的密闭容器中，向容器中充入2 mol A 和1 mol B，发生如下反应：2A(g) ＋ B(g) 3C(g) ＋ D(s)，反应达到平衡时C的浓度为1.2 mol/L.
（1）若使容器温度升高，平衡时混合气体的平均相对摩尔质量减小，则正反应为________（填“吸热”或“放热”）反应．
（2）若维持容器体积和温度不变，按下列方法加入起始物质，达到平衡时C的浓度仍为1.2 mol/L的是______（用序号填空）．
①4 mol A＋2 mol B　②3 mol C＋1 mol D＋l mol B
③3 mol C＋2 mol D　④1.6 mol A＋0.8 mol B＋0.6 mol C
（3）某温度下，向容器中加入3 mol C和0.8 mol D，反应达到平衡时C的浓度仍为1.2 mol/L，则容器的容积V应大于________L，小于________L.

Answer 1

（4分） (1)吸热（1分）　(2)③（1分）　(3)0.5　2.5（2分）

试题分析：（1）根据方程式可知，反应前后体积不变，但气体的质量减小。所以若使容器温度升高，平衡时混合气体的平均相对摩尔质量减小，这说明升高温度，平衡向正反应方向移动，即正方应是吸热反应。
（2）维持容器体积和温度不变，达到平衡时C的浓度仍为1.2mol/L，为等效平衡，且为完全等效平衡，按化学计量数转化到左边满足2molA和1molB即可，由2A（g）+B（g）3C（g）+D（S）可知：
①4molA+2molB与初始A、B的物质的量不同，故①错误；
②3molC+lmolD+1molB换算成A、B，A、B物质的量分别为2mol、2mol，与初始A、B的物质的量不同，故②错误；
③3molC+2molD 换算成A、B，A、B物质的量分别为2mol、1mol，D为1mol，D是固体，对平衡无影响，故③正确；
④1.6mol A+0.8mol B+0.6molC换算成A、B，没有D，C不能反应，与初始A、B的物质的量不相同，故④错误，答案选③。
（3）若C未转化时，C的物质的量为3mol，此时体积最大，所以容器的体积V＝3mol÷1.2mol/L＝2.5L；若D完全反应时，平衡时C的物质的量最小，此时体积最小，根据方程式计算反应的C的物质的量：
2A（g）+B（g）3C（g）+D（S）
2.4mol   0.8mol
所以C的物质的量最小为3mol－2.4mol＝0.6mol
所以容器的体积V＝0.6mol÷1.2mol/L＝0.5L
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度试题的考查，侧重对学生分析、归纳和总结问题的能力，有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力。采用极限反应法是解（3）题的关键，采用极限反应法求出C的物质的量，从而求出容器体积范围。