Question

15．一固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行以下反应：A（g）+2B（g）?3C（g）+D（s），加入1mol A和3mol B且达到平衡后，生成了a mol C．
（1）下列选项中，能表明该反应一定达到平衡状态的是BCD．
A．2V_正（C）=3V_逆（B）
B．混合气体的平均相对分子质量不随时间改变
C．混合气体的密度不再发生变化
D．物质D的质量不随时间改变
（2）该反应的化学平衡常数K=$\frac{{a}^{3}}{（1-\frac{1}{3}a）．（3-\frac{2}{3}a）^{2}}$（用含字母*a的代数式表示，不化简）．

Answer 1

分析 （1）可逆反应达到平衡状态时正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度及百分含量以及由此引起的一系列物理量不变；
（2）化学平衡常数K=$\frac{{c}^{3}（C）}{c（A）．{c}^{2}（B）}$．

解答 解：（1）可逆反应达到平衡状态时正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度及百分含量以及由此引起的一系列物理量不变；
A．无论反应是否达到平衡状态都存在2V_正（C）=3V_逆（B），所以不能据此判断该反应是否达到平衡状态，故错误；
B．该反应的相对分子质量随着反应的进行而改变，所以当混合气体的平均相对分子质量不随时间改变时该反应达到平衡状态，故正确；
C．反应前后气体的密度发生变化，当混合气体的密度不再发生变化时该反应达到平衡状态，故正确；
D．反应前后D的质量发生变化，所以当物质D的质量不随时间改变时该反应达到平衡状态，故正确；
故选BCD；
（2）设容器的体积为1L，
                A（g）+2B（g）?3C（g）+D（s）
开始（mol/L）1          3             0
反应（mol/L）$\frac{1}{3}a$        $\frac{2}{3}a$         a
平衡（mol/L）1-$\frac{1}{3}a$    3-$\frac{2}{3}$a       a
化学平衡常数K=$\frac{{c}^{3}（C）}{c（A）．{c}^{2}（B）}$=$\frac{{a}^{3}}{（1-\frac{1}{3}a）．（3-\frac{2}{3}a）^{2}}$，
故答案为：$\frac{{a}^{3}}{（1-\frac{1}{3}a）．（3-\frac{2}{3}a）^{2}}$．

点评 本题考查化学平衡常数有关计算、化学平衡状态判断，为高频考点，明确化学平衡常数表达式含义、化学平衡状态判断方法是解本题关键，只有反应前后改变的物理量才能作为判断标准，注意该反应中D是固体，为易错点．