Question

【题目】t℃时，将3 mol A和2 mol B气体通人体积为2L的密闭容器中（容积不变），发生如下反应：3A(g)+B(g) 2C(g)，2 min时反应达到平衡状态（温度不变），测得C的浓度为0.2 mol/L，请填写下列空白：

（1）该过程用A表示的反应速率为：v(A)=_______；该温度下该反应的化学平衡常数表达式为__________。

（2）比较达到平衡时，A、B两反应物的转化率：α(A)______α(B)（填“＞”、“=”或“＜”）。

（3）判断反应达到平衡状态的依据是（填字母序号）__________。

a．生成C的速率与消耗B的速率相等 b．混合气体的密度不变

c．混合气体的相对平均分子质量不变 d．A的质量分数不再发生变化

（4）若升高温度，再次达平衡时，平衡常数数值变大，则该反应的H_____0（填“＞”、“=”或“＜”）。

（5）若保持温度不变时，继续向原平衡混合物的容器中通入少量氦气(氦气和A、B、C都不反应)后，则化学反应速率会__________（填“加快”、“减慢”或“不变”），化学平衡将_________（填“正反应方向移动”、“逆反应方向移动”或“不移动”）。

（6）在恒温恒容密闭容器中进行上述反应，起始投料时各物质的浓度如下表：

	A	B	C
投料I	3.0 mol/L	1.0 mol/L	0
投料II	2.0 mol/L	1.0 mol/L	2.0 mol/L

按投料I进行反应，测得达到化学平衡状态时A的转化率为40％，若按投料II进行反应，起始时反应进行的方向为________（填“正向”、“逆向”或“不移动）。

Answer 1

【答案】0.15 mol/(L·min) K=c2(C)/c3(A)c(B) ＞ c d ＞ 不变 不移动 逆向

【解析】

（1）列出三行式，找出转化量和平衡量，再根据v=计算反应速率；根据化学方程式，列出平衡常数表达式。

（2）列出三行式，找出转化量和平衡量，求出A、B的转化率，再比较大小；

（3）达到平衡状态时正反应速率和逆反应速率相等，各物质的百分含量保持不变；

（4）若升高温度，再次达平衡时，平衡常数数值变大，说明升高温度平衡向正反应方向移动，由于升高温度平衡向吸热反应方向移动，则正反应为吸热反应，△H>0；

（5）恒容容器充入惰气，各物质的浓度不变，则化学反应速率不变，化学平衡将不移动；

（6）根据投料I达到平衡时A的转化率，求出平衡时各物质的浓度，进而求出该温度下平衡常数；若按投料II进行反应，Qc==0.5>K，所以起始时反应向逆向进行。

3A(g)+B(g) 2C(g)

起始浓度（mol/L）1.51 0

转化浓度（mol/L）0.30.1 0.2

平衡浓度（mol/L）1.20.9 0.2

2min达平衡，该过程用A表示的反应速率为：v(A)==0.15 mol/(L·min)；

根据化学方程式，平衡常数表达式为K=c2(C)/c3(A)c(B)。

故答案为：0.15 mol/(L·min)； K=c2(C)/c3(A)c(B)；

（2）达到平衡时，A的转化率：α(A)=×100%=20%，

α(B)=×100%=10%，所以α(A) ＞α(B)。

故答案为：＞；

（3）a．生成C的速率与消耗B的速率相等不能说明正反应速率等于逆反应速率，故不能判断是否达到平衡，a不选；

b．由于该反应容积固定，V不变，反应物和生成物都是气体，总质量不变，所以混合气体的密度始终不变，不能判断是否达到平衡，b不选；

c．根据M=，混合气体的质量不变，但气体的总物质的量随反应改变，若相对平均分子质量不变则说明各物质的百分含量不再改变，说明达到平衡状态，c选；

d．A的质量分数不再发生变化，则反应混合物中各组分百分含量都不变，说明达到平衡状态，d选；

故答案为：c d；

（4）若升高温度，再次达平衡时，平衡常数数值变大，说明升高温度平衡向正反应方向移动，由于升高温度平衡向吸热反应方向移动，则正反应为吸热反应，△H>0；

故答案为：＞；

（5）通入少量氦气后，由于是恒容，各物质的浓度不变，则化学反应速率不变，化学平衡不移动。

故答案为：不变 ；不移动；

（6）恒温恒容密闭容器中，起始投料I建立平衡:

3A(g)+B(g) 2C(g)

起始浓度（mol/L）3 1 0

转化浓度（mol/L）3xx 2x

平衡浓度（mol/L）3-3x1-x 2x

A的转化率为40％，则×100%=40%，解得x=0.4，

则该温度下的平衡常数为K===0.18

若按投料II进行反应，Qc==0.5>K，所以起始时反应向逆向进行。

故答案为：逆向。