Question

7．在一容积为2L的密闭容器中加入2molA和3molB，保持温度为30℃，在催化剂存在的条件下进行下列反应：
A（g）+2B（g）?3C（g），达到平衡后生成1.5molC，此时，平衡混合气中C的体积分数为ω；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1.2mol．
请回答下列问题，
（1）该反应的焓变△H＜0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）30℃时，平衡混合气中C的体积分数ω=30%，A物质的转化率与B物质的转化率之比为3：4．
（3）30℃时，若在同一容器中加入1.5mol A、2 mol B和1.5mol C，则平衡混合气中C的体积分数仍为ω，此时平衡体系中A的物质的量浓度为0.75mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）由题意可知，升高温度平衡时C的物质的量减小，说明升高温度平衡逆向移动，故正反应为放热反应；
（2）反应前后气体总物质的量不变，30℃达到平衡后生成1.5molC，C的体积分数=$\frac{c的物质的量}{混合气体总物质的量}$×100%；根据方程式计算消耗A、B物质的量，再计算转化率之比；
 （3）30℃时，改变起始物质通入量，到达平衡混合气中C的体积分数仍为ω，说明与原平衡为等效平衡，反应前后气体体积不变，按化学计量数比转化到左边满足n（A）：n（B）=2：3；
与30℃到达平衡为完全等效平衡，平衡时A的浓度相等；

解答 解：（1）由题意可知，升高温度平衡时C的物质的量减小，说明升高温度平衡逆向移动，故正反应为放热反应，则△H＜0，故答案为：＜；
（2）反应前后气体总物质的量不变，30℃达到平衡后生成1.5molC，C的体积分数=$\frac{1.5mol}{2mol+3mol}$×100%=30%；
根据方程式计算消耗A为1.5mol×$\frac{1}{3}$=0.5mol、消耗B物质的量为1.5mol×$\frac{2}{3}$=1mol，A物质的转化率与B物质的转化率之比为$\frac{0.5mol}{2mol}$：$\frac{1mol}{3mol}$=3：4，
故答案为：30%；3：4；
（3）30℃时，改变起始物质通入量，到达平衡混合气中C的体积分数仍为ω，说明与原平衡为等效平衡，反应前后气体体积不变，按化学计量数比转化到左边满足n（A）：n（B）=2：3，则（1.5mol+1.5mol×$\frac{1}{3}$）：[n（B）+1.5mol×$\frac{2}{3}$]=2：3，解得n（B）=2；
与30℃到达平衡为完全等效平衡，平衡时A的浓度相等，则平衡时A的物质的量为$\frac{2mol-0.5mol}{2L}$=0.75mol/L，
故答案为：2；0.75．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素，（3）中关键是对等效平衡规律的理解掌握，难度中等．