Question

14．300℃时，将2mol A和2mol B两种气体混合加入2L密闭容器中，发生反应3A（g）+B（g）?2C（g）+2D（g）△H，2min末反应达到平衡，生成0.8mol D．
（1）在2min末，A的平衡浓度为0.4mol/L，B的转化率为20%，0-2min内D的平均反应速率为0.2mol/（L．min）．
（2）该反应的平衡常数表达式为K=$\frac{{c}^{2}（C）×{c}^{2}（D）}{{c}^{3}（A）×c（B）}$．该温度下化学平衡常数数值K₁=0.5．已知350℃时K₂=1，则△H＞（填“＞”或“＜”）0．
（3）300℃时，将该反应容器体积压缩为1L，则A的转化率不变（填“增大”、“减小”或“不变”），原因是不变；反应前后气体体积不变，压强不影响平衡移动．若该条件下平衡常数为K₃，则K₃=（填“＜”、“＞”或“=”）K₁，原因是平衡常数只受温度影响，温度相同，则平衡常数相同．
（4）判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是B
A．容器中压强不变  B．混合气体中c（A）不变   C．v（A）=v（C）   D．混合气体密度不变．

Answer 1

分析 将2mol A和2mol B两种气体混合加入2L密闭容器中，2min末反应达到平衡，生成0.8mol D，则：
           3A（g）+B（g）?2C（g）+2D（g）
开始（mol）：2      2      0       0
变化（mol）：1.2    0.4    0.8     0.8
平衡（mol）：0.8    1.6    0.8     0.8
（1）根据c=$\frac{n}{V}$计算A的平衡浓度，B的转化率=$\frac{参加反应B的物质的量}{B的起始物质的量}$×100%，根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（D）；
（2）平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}（C）×{c}^{2}（D）}{{c}^{3}（A）×c（B）}$，计算各物质的平衡浓度，代入平衡常数表达式计算；根据平衡常数的相对大小可判断温度对平衡移动的影响；
（3）将该反应容器体积压缩为1L，压强增大一倍，反应前后气体体积不变，压强不影响平衡移动；平衡常数只受温度影响，温度相同，则平衡常数相同；
（4）可逆反应到达平衡时，正逆反应速率相对，各组分的含量、浓度不变，由此衍生的其它一些物理量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不变化说明到达平衡．

解答 解：将2mol A和2mol B两种气体混合加入2L密闭容器中，2min末反应达到平衡，生成0.8mol D，则：
           3A（g）+B（g）?2C（g）+2D（g）
开始（mol）：2      2      0       0
变化（mol）：1.2    0.4    0.8     0.8
平衡（mol）：0.8    1.6    0.8     0.8
（1）则A的平衡浓度为$\frac{0.8mol}{2L}$=0.4mol/L，B的转化率=$\frac{0.4mol}{2mol}$×100%=20%，v（D）=$\frac{\frac{0.8mol}{2L}}{2min}$=0.2mol/（L．min），
故答案为：0.4mol/；20%；0.2mol/（L．min）；
（2）平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}（C）×{c}^{2}（D）}{{c}^{3}（A）×c（B）}$，该温度下化学平衡常数数值K₁=$\frac{（\frac{0.8}{2}）^{2}×（\frac{0.8}{2}）^{2}}{（\frac{0.8}{2}）^{3}×\frac{1.6}{2}}$=0.5，已知350℃时K₂=1＞K₁=0.5，说明升高温度，平衡向正反应方向移动，则△H＞0，
故答案为：$\frac{{c}^{2}（C）×{c}^{2}（D）}{{c}^{3}（A）×c（B）}$；0.5；＞；
（3）将该反应容器体积压缩为1L，压强增大一倍，反应前后气体体积不变，压强不影响平衡移动，则A的转化率不变；
平衡常数只受温度影响，温度相同，则平衡常数相同，即K₃=K₁，
故答案为：不变；反应前后气体体积不变，压强不影响平衡移动；=；平衡常数只受温度影响，温度相同，则平衡常数相同；
（4）A．反应前后气体的物质的量不变，恒温条件下容器中压强始终不变，故A错误；
B．混合气体中c（A）不变，说明反应到达平衡，故B正确；
C．A的消耗速率与C的消耗速率之比为3：2时，反应到达平衡，而v（A）=v（C）不能说明到达平衡，故C错误；
D．反应前后气体的物质的量不变，恒温条件下混合气体密度始终不变，故D错误，
故选：B．

点评 本题考查化学平衡的有关计算、反应速率计算、平衡常数计算、平衡状态判断、化学平衡影响因素等，难度中等，侧重考查学生对基础知识的理解掌握．