Question

在一固定容积为2 L的密闭容器中加入2 molA和3 molB，保持温度为30℃，在
催化剂存在的条件下进行下列反应：2A(g)+3B(g) 3C(g)，2分钟达到平衡，生成1.5 mol
C，此时，平衡混合气中C的体积分数为ω₁；若将温度升高到70℃后，其他条件均不变，当
反应重新达到平衡时，C的物质的量为2.1 mol，体积分数为ω₂，请回答下列问题，
（1）该反应在30℃时平衡常数K₁=          ，焓变△H      0(填“>”、“<”或“=”)。
（2）该反应在30℃时平衡混合气中C的体积分数为ω₁=         ；从反应开始到达到化学平衡状态时v(A)＝____________mol/(L·min)
（3）该反应在70℃时平衡常数为K₂，则 K₁      K₂(填“＞”、“＝”或“＜”)
（4）70℃时，若保持温度不变，在2 L的密闭容器中加入4 molA和6 molB，当反应重新达到平衡时，C的体积分数为ω₃，则ω₃     ω₂ (填“>”、“<”或“="”" )。
（5）可以判断2A(g)+3B(g) 3C(g) 反应已经达到平衡的是(　　)
A．2v(B)＝3v(A)                    
B．密闭容器中总压强不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变    
D．混合气体的平均相对分子质量不再改变
E．n(A)∶n(B)∶n(C)＝2∶3∶3

Answer 1

（共14分每空二分）（1）4   > （2）37.5%  0.25  （3）＜  （4）＞ （5）BD

试题分析：（1）2min达平衡，平衡时C为1.5mol，浓度为1.5mol÷2L＝0.75mol/L，则：
2A（g）+3B（g）3C（g）
起始浓度（mol/L）     1        1.5              0
转化浓度（mol/L）     0.5      0.75          0.75
平衡浓度（mol/L）     0.5      0.75          0.75
所以30℃平衡常数k＝＝4
由题意可知，升高温度平衡时C的物质的量增大，说明升高温度平衡向正反应移动，故正反应为吸热反应，即△H＞0
（2）30℃时平衡时C的物质的量为1.5mol，则：
2A（g）+3B（g）3C（g）物质的量减少△n
3                2
1.5mol         1mol
因此平衡时反应混合物总的物质的量为2mol＋3mol－1mol＝4mol
则C的体积分数ω₁＝＝37.5%
v（C）＝0.75mol/L÷2min＝0.375mol/（L?min）
由于率之比等于化学计量数之比
所以v（A）＝2/3v（C）＝2/3×0.375mol/（L?min）＝0.25mol/（L?min）。
（3）升高温度平衡向正反应方向移动，说明温度越高平衡常数越大，故K₁＜K₂。
（4）该平衡相当于是在原平衡在70℃到达平衡的基础上压强增大一倍，平衡向正反应方向移动，C的体积分数增大，故ω₃＞ω₂。
（5）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。A中未指明正逆速率，不能说明到达平衡，故A错误；随反应进行，反应混合物的物质的量减小，压强降低，密闭容器中总压强不变，说明到达平衡，故B正确；密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，C不正确；混合气体的总质量不变，随反应进行，反应混合物的物质的量减小，混合气体的平均相对分子质量减小，当混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明到达平衡，故D正确；平衡时各组分的物质的量之比不一定等于化学计量数之比，与开始的物质的量及转化率有关，当n（A）：n（B）：n（C）=2：3：3，不能说明到达平衡，故E错误，因此正确的答案选BD。
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。题目综合性较大，对学生的要求较高，有利于调动学生的学习兴趣、激发学生的学习积极性。答题时注意基础知识的理解掌握，难点是等效平衡的应用和平衡状态的判断。