Question

在一固定容积为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：2A（g）+3B（g）?3C（g），2分钟达到平衡，生成1.5mol C，此时，平衡混合气中C的体积分数为ω₁；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2.1mol，体积分数为ω₂，请回答下列问题，
（1）该反应在30℃时平衡常数K₁=

 

，焓变△H

 

0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）该反应在30℃时平衡混合气中C的体积分数为ω₁=

 

；从反应开始到达到化学平衡状态时v（A）=

 

mol/（L?min）
（3）该反应在70℃时平衡常数为K₂，则 K₁

 

K₂（填“＞”、“=”或“＜”）
（4）可以判断2A（g）+3B（g）?3C（g） 反应已经达到平衡的是

 

A．2v（B）=3v（A）                     
B．密闭容器中总压强不变
C．n（A）：n（B）：n（C）=2：3：3        
D．混合气体的平均相对分子质量不再改变．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡状态的判断

专题：化学平衡专题

分析：（1）2min达平衡，平衡时C为1.5mol，据此利用三段式计算平衡时各组分的平衡浓度，代入平衡常数表达式计算；由题意可知，升高温度平衡时C的物质的量增大，说明升高温度平衡向正反应移动，故正反应为吸热反应；
（2）根据平衡时C的物质的量，利用差量法计算反应混合物减少的物质的量，进而计算平衡时反应混合物的总的物质的量，再根据体积分数定义计算；
根据v=

△n V

△t

 计算v（C），再利用速率之比等于化学计量数之比计算v（A）；
（3）升高温度平衡向正反应方向移动，说明温度越高平衡常数越大；
（4）化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变、含量不变，由此衍生的一些物理量也不变，据此结合选项判断．

解答： 解：（1）2min达平衡，平衡时C为1.5mol，C的平衡浓度为

1.5mol

2L

=0.75mol/L，则：
             2A（g）+3B（g）?3C（g）
开始（mol/L）：1      1.5      0
变化（mol/L）：0.5    0.75     0.75
平衡（mol/L）：0.5    0.75     0.75
故30℃平衡常数k=

0.753

0．52×0.753

=4，
由题意可知，升高温度平衡时C的物质的量增大，说明升高温度平衡向正反应移动，故正反应为吸热反应，即△H＞0，
故答案为：4；＞；
（2）30℃时平衡时C的物质的量为1.5mol，则：
2A（g）+3B（g）?3C（g）物质的量减少△n
                3              2
                1.5mol         1mol
故平衡时反应混合物总的物质的量为2mol+3mol-1mol=4mol，C的体积分数ω₁=

1.5mol

4mol

×100%=37.5%，
v（C）=

1.5mol 2L

2min

=0.375mol/（L?min），率之比等于化学计量数之比，所以v（A）=

2

3

v（C）=

2

3

×0.375mol/（L?min）=0.25mol/（L?min）；
故答案为：37.5%；0.25；
（3）升高温度平衡向正反应方向移动，说明温度越高平衡常数越大，故K₁＜K₂，故答案为：＜；
（4）A．未指明正逆速率，不能说明到达平衡，故A错误；
B．随反应进行，反应混合物的物质的量减小，压强降低，密闭容器中总压强不变，说明到达平衡，故B正确；
C．混合气体的总质量不变，容器的体积不变，容器中混合气体的密度始终不变，不能说明到达平衡，故C错误；
D．混合气体的总质量不变，随反应进行，反应混合物的物质的量减小，混合气体的平均相对分子质量减小，当混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明到达平衡，故D正确；
E．平衡时各组分的物质的量之比不一定等于化学计量数之比，与开始的物质的量及转化率有关，当n（A）：n（B）：n（C）=2：3：3，不能说明到达平衡，故E错误；
故答案为：BD．

点评：本题考查化学平衡的有关计算、化学平衡常数、平衡状态的判断、反应速率的计算等，题目综合性较大，难度中等，注意基础知识的理解掌握．