问题 填空题

在一固定容积为2 L的密闭容器中加入2 molA和3 molB,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1.5 mol

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2.1 mol,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)70℃时,若保持温度不变,在2 L的密闭容器中加入4 molA和6 molB,当反应重新达到平衡时,C的体积分数为ω3,则ω3     ω2 (填“>”、“<”或“="”" )。

(5)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.密闭容器中混合气体的密度不变    

D.混合气体的平均相对分子质量不再改变

E.n(A)∶n(B)∶n(C)=2∶3∶3

答案

(共14分每空二分)(1)4   > (2)37.5%  0.25  (3)<  (4)> (5)BD

题目分析:(1)2min达平衡,平衡时C为1.5mol,浓度为1.5mol÷2L=0.75mol/L,则:

2A(g)+3B(g)3C(g)

起始浓度(mol/L)     1        1.5              0

转化浓度(mol/L)     0.5      0.75          0.75

平衡浓度(mol/L)     0.5      0.75          0.75

所以30℃平衡常数k==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

(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

因此平衡时反应混合物总的物质的量为2mol+3mol-1mol=4mol

则C的体积分数ω1=37.5%

v(C)=0.75mol/L÷2min=0.375mol/(L•min)

由于率之比等于化学计量数之比

所以v(A)=2/3v(C)=2/3×0.375mol/(L•min)=0.25mol/(L•min)。

(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

(4)该平衡相当于是在原平衡在70℃到达平衡的基础上压强增大一倍,平衡向正反应方向移动,C的体积分数增大,故ω3>ω2

(5)在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态。A中未指明正逆速率,不能说明到达平衡,故A错误;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;密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,C不正确;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;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,因此正确的答案选BD。

点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。题目综合性较大,对学生的要求较高,有利于调动学生的学习兴趣、激发学生的学习积极性。答题时注意基础知识的理解掌握,难点是等效平衡的应用和平衡状态的判断。

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