Question

在一个固定体积的密闭容器中，向容器中充入2mol A和1mol 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1.2mol/L．
（1）若使容器温度升高，平衡时混合气体中C的质量分数增加，则正反应为

吸热

（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1.2mol/L的是

③

（用序号填空）
①4mol A+2mol B                  ②3mol C+1mol D+l mol B
③3mol C+2mol D                  ④1.6mol A+0.8mol B+0.6mol C
（3）某温度下，向容器中加入3mol C和0.8molD，反应达到平衡时C的浓度仍为1.2mol/L，则容器的容积V应大于

0.5

L，小于

2.5

L．
（4）如果在一体积为2L的容器中充入4mol A和2mol B，维持条件和原来相同，达到平衡时C的浓度是否仍为1.2mol/L？

不一定

（填是，不是或不一定）

Answer 1

分析：（1）容器温度升高，平衡时混合气体中C的质量分数增加，平衡向正反应移动，升高温度平衡向吸热反应移动．
（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2mol A和1mol B．
（3）采用极限判断C的物质的量，若C未转化时，C的物质的量为3mol，此时体积最大；若D完全反应时，C平衡时的物质的量最小，此时体积最小．
（4）该反应反应前后气体的物质的量不变，体积为2L的容器中充入4mol A和2mol B，维持条件和原来相同，则反应到达平衡是与原平衡为等效平衡，各组分的含量相同，反应物的转化率相同，讨论原平衡的体积，进行判断．

解答：解：（1）根据质量守恒定律及反应方程式知，该反应反应前后气体的物质的量不变，气体的质量变小，温度升高，平衡时混合气体中C的质量分数增加，说明平衡向正反应方向移动，升高温度平衡向吸热反应移动，所以正反应是吸热反应．
故答案为：吸热．
（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．
故选：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．
故答案为：0.5L；2.5L．
（4）该反应反应前后气体的物质的量不变，体积为2L的容器中充入4mol A和2mol B，维持条件和原来相同，则反应到达平衡是与原平衡为等效平衡，各组分的含量相同，反应物的转化率相同，平衡时C的物质的量是原平衡2倍．
若原平衡为1L，则该条件下到达平衡C的浓度为1.2mol/L；
若原平衡的体积不是1L，则该条件下到达平衡C的浓度不是1.2mol/L．
所以平衡时C的浓度不一定是1.2mol/L．
故答案为：不一定．

点评：本题考查的是等效平衡及化学平衡的有关计算，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．