Question

向一密闭容器中充入1mol A，2mol B，发生如下反应：A(g)＋2B(g)C(s)＋3D(g),    在一定条件下达到平衡，测得混合气体D的浓度为l.4mol／L；

⑴若压缩容器增大压强，则逆反应的速率           ；容器中D的浓度          ；（填“增大”、“减小”或“不变”）

⑵温度升高，混合气体平均相对分子质量增大，则正反应         ；（填“吸热”或“放热”）

 ⑶在一体积可变的密闭容器中，充入0.8mol C，3.5mol D，若使D的浓度仍为l.4mol／L，则容器体积取值范围为                                   。

Answer 1

解析:

此题考查了化学反应速率与限度的知识，平衡移动与外界条件的关系符合勒夏特列原理，即改变影响化学平衡的一个条件，平衡向减弱这种改变的方向移动。但是平衡的移动只能减弱这种改变，不能把这种改变完全抵消。压缩容器增大压强，正逆反应的速率都增加，结合反应方程式可知，反应前后气体体积相等，压强改变对正逆反应速率的产生的影响相同，即正逆反应速率增大的幅度相同，所以平衡不移动，容器压缩后体积减小，D的物质的量不变，则D的浓度增大。结合题意：C是固态，反应前后的气体体积不变，混合气体平均相对分子质量增大说明平衡向逆反应方向移动，因为温度升高平衡向吸热反应的方向移动，即逆反应吸热，正反应放热。由问题⑶可知，该条件下达到的平衡与题干表述的条件下达到的平衡是等效平衡，等效平衡是指条件不变时，只要加入的的各物质成一定的比例，可逆反应不论采取何种途径即由正反应开始或由逆反应开始，最后所处的平衡状态时相同的。，因为问题⑶中反应容器体积可变，即压强一定，并且此反应前后气体体积不变，所以当从只有D是气体的逆反应方向开始反应，无论加入任何量的D气体，达到的平衡状态与题干条件下达到的平衡都是等效平衡。即无论容器体积的大小如何变化D的浓度都为1.4mol/L，但是，D的多少会受到物质C的量的限制，可逆反应中C会参加反应，但不能完全反应。因此，可以采用极限法来讨论：

假设C完全反应，此时，容器中D的物质的量为3.5mol－2.4mol=1.1mol,

   1.4mol/L=，V=L

假设C完全不反应，此时容器中D的物质的量是3.5mol ，同法可求出V=2.5L

即容器体积的取值范围是2.5L﹥V﹥L。