Question

3．一定温度下，某可逆反应在某体积为5L的密闭容器中进行，在从0-3分钟各物质的量的变化情况如图所示（A，B，C均为气体）
（1）该反应的化学方为2A（g）+B（g）?2C（g）；
（2）0-2min內B的速率0.1mol/（L•min），A的转化率为40%
（3）在一定温度下，体积不变的密闭容器中，上述反应达到平衡的标志是C（填字母）
A．气体总质量保持不变             B．A、B、C的浓度都相等
C．A、B、C的浓度不再发生变化    D．A、B、C的分子数之比为2：1：2
E．正反应和逆反应都已停止        F．容器内气体密度不再发生变化
（4）反应达到平衡后将容器的容积压缩到原来的$\frac{1}{2}$，其他条件不变，对体系产生的影响是D、E（填字母序号）．
A．c（A）减小  B．正反应速率加快，逆反应速率减慢    C．平衡常数K增大
D．C的物质的量增加       E．平衡向正方向移动．

Answer 1

分析 （1）根据图象分析，A与B为反应物，随着反应的进行，物质的量减少，C为生成物，随着反应的进行，物质的量增多，根据反应的转化量之比等于化学方程式中的化学计量数之比，据此写出反应的化学方程式；
（2）反应时间为△t=2min，容器容积为V=5L，B转化的物质的量为△n=2-1=1mol，根据化学反应的平均速率为$\overline{r}（B）$=$\frac{△n}{V△t}$计算，A起始物质的量为5mol，平衡时A的物质的量为3mol，A转化了5-3=2mol，据此计算；
（3）在一定温度下，体积不变的密闭容器中发生上述反应，结合具体的化学方程式，联系常用的判断化学平衡的方法，如温度，密度，压强等，据此进行逐项分析；
（4）反应达到平衡后将容器的容积压缩到原来的$\frac{1}{2}$，等效为对容器进行加压，压强变为原来的两倍，则反应需要向减压的方向进行，压缩体积，瞬间容器内所有物质的浓度均增大，正逆反应速率都增大，但不改变化学平衡常数，据此逐项分析．

解答 解：（1）根据图象分析，A与B为反应物，随着反应的进行，物质的量减少，C为生成物，随着反应的进行，物质的量增多，反应达到平衡的过程中，△n（A）=5-2=2mol，△n（B）=2-1=1mol，△n（C）=4-2=2mol，根据反应的转化量之比等于化学方程式中的化学计量数之比，则化学方程式应为：2A（g）+B（g）?2C（g），
故答案为：2A（g）+B（g）?2C（g）；
（2）反应时间为△t=2min，容器容积为V=5L，B转化的物质的量为△n=2-1=1mol，根据化学反应的平均速率为
$\overline{r}（B）$=$\frac{△n}{V△t}$=$\frac{1mol}{5L×2min}$=0.1mol（L•min），A起始物质的量为5mol，平衡时A的物质的量为3mol，A转化了5-3=2mol，则A的转化率为$α=\frac{2mol}{5mol}×100%$=40%，
故答案为：0.1mol/（L•min）；40%；
（3）在一定温度下，体积不变的密闭容器中发生上述反应，反应为：2A（g）+B（g）?2C（g），判断化学平衡的标志，
A．根据质量守恒，密闭容器中，化学反应前后质量一直保持不变，不能判断化学反应是否达到平衡，故A不选；
B．A、B、C的浓度达到平衡时并不一定都相等，需视具体的初始条件而定，不能判断化学反应是否达到平衡，故B不选；
C．A、B、C的浓度不再发生变化，达到化学平衡时各组分浓度均不再改变，可以判断化学反应是否达到平衡，故C可选；
D．A、B、C的分子数之比为2：1：2，反应达到平衡时，A、B、C的分子数之比并不一定是2：1：2，需视具体的反应的初始量而定，不能判断化学反应是否达到平衡，故D不选；
E．化学反应达到平衡时动态平衡，正逆反应都还在进行，并没有停止，故E不选；
F．密度为$ρ=\frac{m}{V}$，反应前后质量守恒，m不变，容器为恒容密闭容器，气体总体积也不变，整个反应过程混合气体的密度不变，不能判断化学反应是否达到平衡，故F不选，
故选C；
（4）反应达到平衡后将容器的容积压缩到原来的$\frac{1}{2}$，等效为对容器进行加压，压强变为原来的两倍，则反应需要向减压的方向进行，压缩体积，瞬间容器内所有物质的浓度均增大，正逆反应速率都增大，但不改变化学平衡常数，
A．压缩体积，瞬间容器内所有物质的浓度均增大，反应向正反应方向进行，但不可抵消，即浓度不会再回到原来，总的来讲，浓度还是增大，即c（A）增大，故A错误；
B．加压，正逆反应速率都增大，故B错误；
C．化学平衡常数只随温度的改变而改变，加压不改变化学平衡常数，故C错误；
D．加压使得该反应向正反应方向进行，生成C的物质的量会增多，故D错误；
E．加压使得该反应向正反应方向移动，故E正确，
故选DE．

点评 本题主要考察化学平衡的移动，化学平衡的判断，结合图象得出具体的反应方程式是解题的关键，题目难度不大，是基础题．