Question

在一個(gè)固定體積的密閉容器中，向容器中充入2mol A和1mol B，發(fā)生如下反應(yīng)：2A（g）+B（g）?3C（g）+D（s），反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)C的濃度為1.2mol/L．
（1）若使容器溫度升高，平衡時(shí)混合氣體的平均相對分子減小，則正反應(yīng)為

吸熱

（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
（2）下列敘述能證明該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是（填標(biāo)號(hào)）

BCE

．
A．容器內(nèi)壓強(qiáng)不再發(fā)生變化　　B．容器內(nèi)氣體密度不再發(fā)生變化　　C．容器內(nèi)氣體C的分子總數(shù)不再發(fā)生變化　　D．相同時(shí)間內(nèi)消耗2nmolA的同時(shí)消耗nmolB　　E．相同時(shí)間內(nèi)生成2nmolA的同時(shí)生成3nmolC
（3）若維持容器體積和溫度不變，按下列方法加入起始物質(zhì)，達(dá)到平衡時(shí)C的濃度仍為1.2mol/L的是

③⑤

（用序號(hào)填空）
①4mol A+2mol B
②3mol C+1mol D+l mol B　　　　　　　
③3mol C+2mol D
④1.6mol A+0.8mol B+0.6mol C  　　　
⑤2mol A+1mol B+1molHe
（4）某溫度下，向容器中加入3mol C和0.8molD，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)C的濃度仍為1.2mol/L，則容器的容積V應(yīng)大于

0.5

L，小于

2.5

L．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)質(zhì)量、摩爾質(zhì)量、物質(zhì)的量的關(guān)系結(jié)合方程式判斷平衡的移動(dòng)，從而判斷是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)；
（2）根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征分析，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、質(zhì)量、體積分?jǐn)?shù)以及百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，做題時(shí)要注意方程式前后氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系；
（3）根據(jù)等效平衡判斷；
（4）采用極限法求出C的物質(zhì)的量，根據(jù)濃度、物質(zhì)的量求出容器的體積．

解答：解：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律及反應(yīng)方程式知，該反應(yīng)反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，氣體的質(zhì)量變小，所以平均摩爾質(zhì)量減小，溫度升高，平衡時(shí)混合氣體的平均相對摩爾質(zhì)量減小，說明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，
故答案為：吸熱；
（2）A．反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，所以不能用壓強(qiáng)判斷平衡，故A錯(cuò)誤；
B．反應(yīng)前后氣體體積不變，氣體的質(zhì)量減少，所以密度減小，所以容器內(nèi)氣體密度不再發(fā)生變化即是平衡狀態(tài)，故B正確；
C．隨著反應(yīng)進(jìn)行，C分子逐漸增多，所以容器內(nèi)氣體C的分子總數(shù)不再發(fā)生變化即是平衡狀態(tài)，故C正確；　　
D．相同時(shí)間內(nèi)消耗2nmolA的同時(shí)消耗nmolB，都是向正方向進(jìn)行，所以不能判斷平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤；
E．相同時(shí)間內(nèi)生成2nmolA為正反應(yīng)，同時(shí)生成3nmolC為逆反應(yīng)，而且反應(yīng)的比值等于計(jì)量數(shù)之比，所以能判斷平衡，故E正確；
故答案為：BCE；
（3）根據(jù)等效平衡，把物質(zhì)都換算成方程式一邊的物質(zhì)，且和初始加入的入2mol A和1mol B相等即可．
①4mol A+2mol B 與初始A、B濃度不同，故錯(cuò)誤； 
②3molC+l mol D+1mol B換算成A、B，A、B濃度分別為2mol、2mol，與初始濃度不同，故錯(cuò)誤；
③3mol C+2mol D 換算成A、B，A、B濃度分別為2mol、1mol，D是固體，對氣體無影響，故正確；
④1.6molA+0.8 mol B+0.6mol C 與初始濃度相比，增大了C，平衡逆移，但是C的濃度增大，故錯(cuò)誤；
⑤2mol A+1mol B+1molHe，體積恒定，加入稀有氣體，平衡不移動(dòng)，所以加入1molHe無影響，A、B濃度分別為2mol、1mol與初始濃度相同，故正確；
故答案為：③⑤；
（4）2A（g）+B（g）3C（g）+D（S），
  C、D未反應(yīng)     0       0            3mol     0.8 mol 
  D完全反應(yīng)    1.6mol    0.8 mol      0.6mol     0
CD未反應(yīng)時(shí)容器的體積V=

n

c

=

3mol

1.2mol/L

=2.5L；
 D完全反應(yīng)時(shí)容器的體積V=

n

c

=

0.6mol

1.2mol/L

=0.5L；
即體積為0.5L＜V＜2.5L，故答案為：0.5；2.5．

點(diǎn)評：本題考查的是等效平衡及化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算，采用極限反應(yīng)法求出C的物質(zhì)的量，然后根據(jù)物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、體積之間的關(guān)系，從而求出容器體積，采用極限反應(yīng)法是解（4）題的關(guān)鍵．