题目内容

【题目】一定温度下,在容积固定的V L密闭容器中加入n mol A、2n mol B,发生反应:A(g)+2B(g)2C(g) ΔH<0,反应达平衡后测得平衡常数为K,此时A的转化率为x。

(1)一段时间后上述反应达到平衡。则下列说法中正确的是________(填字母)。

A.物质A、B的转化率之比为1∶2

B.起始时刻和达到平衡后容器中的压强之比为3n∶(3n-nx)

C.当(A)=υ(B)时,反应一定达到平衡状态

D.充入惰性气体(Ar),平衡向正反应方向移动

(2)K和x的关系满足K=______________。在保证A浓度不变的情况下,扩大容器的体积,平衡________(填字母)。

A.向正反应方向移动

B.向逆反应方向移动

C.不移动

(3)该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示。

由图可知,反应在t1、t3、t7时都达到了平衡,而t2、t8时都改变了一种条件,试判断改变的条件:

t2__________________;t8_________________________

②t2时平衡向________(正反应逆反应”)方向移动。

【答案】BC Vx2/n(1-x)3 C 升温或增大C的浓度 使用催化剂 逆反应

【解析】

(1)平衡状态的判断依据是正逆反应速率相等,各组分的浓度保持不变;用三段式分析计算;根据外界条件对化学平衡的影响分析。

(2)根据三段式计算平衡浓度,结合平衡常数概念计算得到平衡常数;根据浓度商与K的关系判断。

(3)①由于纵坐标只表示υ,为了便于求解,在解题时可把υ补上,t2时平衡逆向移动,采用的条件可以是升温或增大C的浓度;t8时平衡不移动,采用的条件是使用了催化剂。

②t2时逆反应速率突然增大,后逐渐减小达到新平衡,且新平衡时反应速率大于原平衡时反应速率,平衡向逆反应方向移动。

(1)A.反应物A与B加入的物质的量之比等于其化学计量数之比,所以平衡后A与B的转化率之比1: 1,故A错误;

B.A的转化率为x,则平衡后有A、B、C物质的量分别为(n-nx)mol、(2n-2nx)mol、 2nxmol, 平衡后气体总物质的量为(3n-nx)mol,恒容容器中,气体物质的量之比等于其压强之比,故B正确;

C.当2υ(A)=υ(B)时,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故C正确;

D. 恒容容器中,充入惰性气体(如Ar) ,平衡不移动,故D错误。

故选BC。

(2)在容积固定的V L密闭容器中加入n mol A、2n mol B,发生反应:A(g)+2B(g)2C(g) ΔH<0,反应达平衡后测得平衡常数为K,此时A的转化率为x,

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

起始(mol) n 2n 0

转化(mol)nx 2nx 2nx

平衡(mol)n-nx 2n-2nx 2nx

平衡浓度为,c(A)= (n-nx)/Vmol/L,c(B)= (2n-2nx)/Vmol/L,c(C)= 2nx/Vmol/L,

平衡常数K=(2nx/V)2/[( n-nx)/V×(2n-2nx)2/V2]= Vx2/n(1-x)3 ,增大容器体积时,c(B)和c(C)等比例减小,由于A的浓度不变,此时c2(C)/[c(A)c2(B)]的值仍然等于K,所以平衡不移动,故答案为:Vx2/n(1-x)3;C。

(3)由于纵坐标只表示υ,为了便于求解,在解题时可把υ补上;

①该反应是一个反应前后气体体积减小的且正反应是放热的化学反应,t2时逆反应速率突然增大,后逐渐减小达到新平衡,且新平衡时反应速率大于原平衡时反应速率,平衡向逆反应方向移动,改变的条件为增大生成物C的浓度或升高温度,t8时平衡不移动,采用的条件是使用了催化剂。故答案为:升温或增大C的浓度;使用催化剂。

②t2时逆反应速率突然增大,后逐渐减小达到新平衡,且新平衡时反应速率大于原平衡时反应速率,平衡向逆反应方向移动,故答案为:逆反应。

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