Question

向一个固定容积（VL）的密闭容器中充入2molA和1molB，发生如下反应：2A（g）+B（g）?3C（g）+D（s），反应在某温度下达到平衡时，C的物质的量浓度为1.2mol?L^-1，C在平衡混合气体中的体积分数为n%．
（1）如果容器温度升高，该反应的平衡常数变大，则正反应△H

 

0．（填“＞”或“＜”）
（2）如果用下列情况的配比作起始物，在同样的容器和温度下达到平衡，其结果一定是：C的物质的量浓度为2.4mol?L^-1，C在平衡混合气体中的体积分数仍为n%的是

 

A．4molA+2molB 
B．6molC+1molD 
C．1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD
D．2molA+1molB+3molC+1molD 
E．2molA+1molB+3molC+2molD
（3）若维持该题条件不变，向容器中加入3molC和0.8molD，反应达到平衡时C的物质的量浓度仍为1.2mol?L^-1，则容器的容积V（L）的取值范围为

 

．
（4）若维持该题条件不变，仅从生成物开始配比，要求达到平衡时，C的物质的量浓度仍为1.2mol?L^-1，则D的起始物质的量n（mol）应满足的条件是

 

．（用含V的式子表示）

Answer 1

考点：等效平衡,化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题

分析：（1）容器温度升高，该反应的平衡常数变大，说明平衡向着正向移动，则该反应为放热反应；
（2）在同样的容器和温度下达到平衡，C在平衡混合气体中的体积分数仍为n%，则新平衡与原平衡等效，根据等效平衡的知识判断；
（3）采用极限法求出C的物质的量，根据浓度、物质的量求出容器的体积；
（4）采用极限法求出C的物质的量．

解答： 解：（1）如果容器温度升高，平衡常数变大，说明平衡正向移动，故正反应为吸热反应，△H＞0，
故答案为：＞；
（2）在同样的容器和温度下达到平衡，C在平衡混合气体中的体积分数仍为n%，则新平衡与原平衡等效，但物质的量却为原来的2倍，而该反应是一个反应前后气体物质的量不变的反应，只要按照化学计量数转化成反应物A、B，物质的量分别为4mol、2mol即可，
A．4molA+2molB，反应物浓度为原先各反应物浓度的2倍，则得到平衡时C的浓度为2.4mol?L^-1，故A正确；
B．6molC+1molD，D为固体，1molD固体可能够达到新平衡的用量，也可能不足，不一定能满足题意，故B错误；
C．1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD，相当于2molA、1molB，达到平衡时1.2mol/L，故C错误；
D．2molA+1molB+3molC+1molD，相当于4A、2molB，满足条件，故D正确； 
E．2molA+1molB+3molC+2molD，相当于在D的基础上加了1molD（s），平衡并不发生移动，故E正确；
故选ADE；
（3）2A（g）+B（g）?3C（g）+D（s）
投料量（mol）     0     0     3      0.8
平衡点无限靠右    0     0     3      0.8
平衡点无限靠左   1.6   0.8   0.6      0
故C的物质的量范围为0.6mol＜n（C）＜3mol，
C的浓度为1.2mol/L，则V的范围为：0.5＜V＜2.5，
故答案为：0.5＜V＜2.5；
（4）若仅从生成物开始配比，达到平衡时，C的物质的量浓度仍为1.2mol?L^-1，则必须按下列投料量投料：
            2A（g）+B（g）?3C（g）+D（s）
投料量（mol）  0        0         3        n
平衡时（mol） 2-0.8V  1-0.4V    1.2V   n-

3-1.2V

3

，
则n-

3-1.2V

3

＞0，
解得：n＞1-0.4V，
故答案为：n＞1-0.4V．

点评：本题考查的是等效平衡及化学平衡的有关计算，题目难度较大，注意掌握化学平衡的影响因素，明确等效平衡的使用方法，采用极限反应法是解（3）（4）题的关键．