Question

12．T℃时，在容积为0.5L的密闭容器中发生某一反应，且测得不同时间容器中四种物质A、B、C、D的物质的量变化如图所示．已知：物质A、B、C均为气态、D为固态，正反应是吸热反应．根据要求回答下列问题：
（1）容器中反应的化学方程式为2A+B?3C+D．
（2）前2min，v_（A）=0.4 mol•（min•L）^-1．
（3）能说明该反应已达到平衡状态的是BD．
A．混合气体的压强不变                   B．混合气体的密度不变
C．消耗0.1mol的B同时生成0.1mol的D      D．B的物质的量不变
（4）T℃时，该反应的平衡常数K=1.69（保留小数点后两位）．
反应达到平衡后，只增加B的物质的量，则平衡移动方向为正向；平衡常数K不变（填增大．减小或不变）．
（5）反应达到平衡后，改变下列措施能使A的转化率增大的是C（填选项字母）．
A．只增加A的物质的量          B．移走一部分D
C．升高反应体系的温度          D．把容器的体积缩小一倍
（6）T℃时，容积为1L的密闭容器中，起始时充入0.2mol A、0.4mol B、0.3mol C、0.5mol D，此时v_（正）=v_（逆） （填“＞”“＜”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）A、B的物质的量减少，为反应物；C、D的物质的量增加，为生成物，达到平衡时A、B、C、D改变的物质的量分别为0.4mol、0.2mol、0.6mol、0.2mol，则A、B、C、D的化学计量数之比0.4：0.2：0.6：0.2=2：1：3：1，据此分析；
（2）根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（A）；
（3）可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等且保持不变，各组分的浓度、含量保持不变，由此衍生的其它一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不再变化说明到达平衡；
（4）反应前后气体的物质的量不变，用物质的量代替浓度代入K=$\frac{[C]^{3}}{[A]^{2}•[B]}$计算平衡常数；
（5）正反应为气体体积不变的吸热反应，改变条件使A的转化率增大，应使平衡正向移动，但不能只增大A的浓度，D为固体，D的物质的量变化不影响平衡移动，可以是升高温度、移走C、或增大B的浓度；
（6）计算此时浓度商Qc，若Qc=K，处于平衡状态，若Qc＜K，反应向正反应进行，若Qc＞K，反应向逆反应进行．

解答 解：（1）A、B的物质的量减少，为反应物；C、D的物质的量增加，为生成物，达到平衡时，△n（A）=0.8mol-0.4mol=0.4mol，△n（B）=1mol-0.0mol=0.2mol，△n（C）=0.6mol，△n（D）=0.2mol，则A、B、C、D的化学计量数之比为0.4：0.2：0.6：0.2=2：1：3：1，故反应的化学方程式为：2A+B?3C+D，
故答案为：2A+B?3C+D；
（2）前2 min，n（A）=0.8mol-0.4mol=0.4mol，则v（A）=$\frac{\frac{0.4mol}{0.5L}}{2min}$=0.4mol•（min•L）^-1，
故答案为：0.4；
（3）A．反应前后混合气体物质的量不变，恒温恒容下，混合气体的压强始终不变，故A错误；
B．D为固体，混合气体总质量不变时，说明各组分物质的量不变，反应达到平衡状态，故B正确；
C．消耗0.1mol的B同时生成0.1mol的D，均表示正反应速率，反应始终按该比例关系进行，故C错误，
D．可逆反应得到平衡时，各组分的物质的量不变，B的物质的量不变说明反应到达平衡，故D正确，
故选：BD；
（4）平衡时A为0.4mol、B为0.8mol、C为0.6mol，反应前后气体的物质的量不变，可以用物质的量代替浓度计算平衡常数，则K=$\frac{[C]^{3}}{[A]^{2}•[B]}$=$\frac{0．{6}^{3}}{0．{4}^{2}×0.8}$=1.69，
反应达到平衡后，只增加B的物质的量，则平衡正向移动，温度不变，化学平衡常数不变，故答案为：1.69；正向；不变；
（5）A．只增加A的物质的量，平衡虽然正向移动，但A的转化率减小，故A错误；
B．D为固体，移走一部分D，不影响平衡移动，故B错误；
C．正反应为吸热反应，升高反应体系的温度，平衡正向移动，A的转化率增大，故C正确；
D．把容器的体积缩小一倍，压强增大，反应前后气体体积不变，平衡不移动，故D错误，
故选：C；
（6）此时浓度商Qc=$\frac{0．{3}^{3}}{0．{2}^{2}×0.4}$=1.69=K=1.69，故反应达到平衡状态，则v（正）=v（逆），
故答案为：=．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、化学平衡状态判断、平衡常数计算及应用等，注意对化学平衡常数的理解与应用．