Question

一定温度时，在容积一定的密闭容器中，反应A（？）+B（g）?C（g）+D（g）达到平衡后，升高温度容器内气体的密度增大．请回答下列问题：
（1）正反应是

 

（填“放热”或“吸热”）反应；该反应的化学平衡常数的表达式是

 

．
（2）能判断该反应一定达到平衡状态的依据是

 

．（填写字母编号）
A．体积分数组成C%=D%
B．单位时间内生成n moAl的同时生成n molC
C．温度和体积一定是，某一生成物浓度不再变化
D．温度和体积一定是，容器内压强不再变化
（3）该反应的正反应速率随时间变化的关系如图所示．这时改变了某种条件，改变的条件是

 

．（填写字母编号）
A．升温           B．加压         C．催化剂        D．增加A的量
（4）升高温度到T℃时，在一密闭容器中充入2mol A和3mol B，发生上述反应．平衡后测得K=1．然后在温度不变的情况下，扩大容器容积至原来的10倍，结果A的百分含量始终未改变，则此时B的转化率是

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,化学平衡常数的含义,化学平衡状态的判断,化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）由于ρ=

m

V

，容器体积不变，密度增大说明气体质量增大，根据反应方程式判断，A为非气体，则正反应方向为气体质量增大的方向，温度升高，向吸热方向移动，可得答案；化学平衡常数为产物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的乘积的比值；
（2）反应到达平衡状态时，正逆反应速率相等（同种物质）或正逆反应速率之比等于系数之比（不同物质），平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，可由此进行判断；
（3）根据正反应速率的变化来判断外界条件的变化；
（4）利用化学平衡常数、三段式计算，转化率=

反应物起始的物质的量-反应物平衡的物质的量

反应物起始的物质的量

×100%．

解答： 解：（1）容器体积不变，密度增大说明气体质量增大，根据反应方程式判断，A为非气体，则正反应方向为气体质量增大的方向，温度升高，向吸热方向移动，则正反应方向吸热；由于A为非气体，化学平衡常数为产物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的乘积的比值，K=

[C]?[D]

[B]

，
故答案为：吸热；K=

[C]?[D]

[B]

；
（2）A、体积分数组成C%=D%，并不能体现出浓度不再发生变化，不能判断是否平衡；
B、生成n moA为逆反应方向，生成n molC为正反应方向，且二者计量数之比为1：1，体现出正逆反应速率之比等于不同物质的系数之比，达到化学平衡状态；
C、温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化，则其他物质的浓度也不变，达到化学平衡状态；
D、由于A是非气体，反应前后气体计量数之和不同，即当化学平衡移动时，容器内压强随之变化，而当压强不变时，则证明达到了化学平衡状态，
故答案为：BCD；
（3）正反应速率在t₂时突然增大，而后逐渐增大，据此分析各选项；
A、升高温度，可以使正、逆反应速率瞬间增大，正反应吸热，平衡向正反应方向移动，正反应速率大于逆反应速率，重新建立化学平衡过程中，正反应速率逐渐减慢，不符合图象走势；
B、增大压强，可以使正、逆反应速率瞬间增大，化学平衡向逆反应方向移动，则逆反应速率大于正反应速率，重新建立化学平衡过程中，正反应速率逐渐增大，符合图象走势；
C、催化剂同等程度的增大或减小正、逆反应速率，即化学平衡不移动，不符合图象走势；
D、A为非气体，加入A，不影响正、逆反应速率，不符合图象走势；
故答案为：B；
（4）“扩大容器容积至原来的10倍，结果A的百分含量始终未改变”说明此时平衡不发生移动，则B的转化率保持不变．根据“三段式法”计算：设容器的体积为V
                  A（s）+B（g）?C（g）+D（g）
起始（mol）        2        3     0         0
变化（mol）        x        x     x         x              
平衡（mol）      2-x        3-x    x        x    
K=

x V ? x V

2-x V ? 3-x V

=1，x=1.2mol，此时B的转化率为：

1.2mol

3mol

×100%=40%，
故答案为：40%．

点评：本题是对化学平衡的综合考查．对于平衡状态的确定，必须是正逆反应的反应速率相等，即达到平衡状态；对于平衡转化率的计算，应利用三段式法，可以使得计算过程较为有条理性．