Question

在一个固定体积的密闭容器中，向容器中充入2mol A和1mol B，发生如下反应：2A（g）+B（g）?3C（g）+D（s），反应达到平衡时C的浓度为1.2mol/L．
（1）若使容器温度升高，平衡时混合气体的平均相对分子减小，则正反应为

吸热

（填“吸热”或“放热”）反应．
（2）下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是（填标号）

BCE

．
A．容器内压强不再发生变化　　B．容器内气体密度不再发生变化　　C．容器内气体C的分子总数不再发生变化　　D．相同时间内消耗2nmolA的同时消耗nmolB　　E．相同时间内生成2nmolA的同时生成3nmolC
（3）若维持容器体积和温度不变，按下列方法加入起始物质，达到平衡时C的浓度仍为1.2mol/L的是

③⑤

（用序号填空）
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）某温度下，向容器中加入3mol C和0.8molD，反应达到平衡时C的浓度仍为1.2mol/L，则容器的容积V应大于

0.5

L，小于

2.5

L．

Answer 1

分析：（1）根据质量、摩尔质量、物质的量的关系结合方程式判断平衡的移动，从而判断是吸热反应还是放热反应；
（2）根据化学平衡状态的特征分析，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、质量、体积分数以及百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，做题时要注意方程式前后气体的化学计量数的关系；
（3）根据等效平衡判断；
（4）采用极限法求出C的物质的量，根据浓度、物质的量求出容器的体积．

解答：解：（1）根据质量守恒定律及反应方程式知，该反应反应前后气体的物质的量不变，气体的质量变小，所以平均摩尔质量减小，温度升高，平衡时混合气体的平均相对摩尔质量减小，说明平衡向正反应方向移动，所以正反应是吸热反应，
故答案为：吸热；
（2）A．反应前后气体的物质的量不变，所以不能用压强判断平衡，故A错误；
B．反应前后气体体积不变，气体的质量减少，所以密度减小，所以容器内气体密度不再发生变化即是平衡状态，故B正确；
C．随着反应进行，C分子逐渐增多，所以容器内气体C的分子总数不再发生变化即是平衡状态，故C正确；　　
D．相同时间内消耗2nmolA的同时消耗nmolB，都是向正方向进行，所以不能判断平衡状态，故D错误；
E．相同时间内生成2nmolA为正反应，同时生成3nmolC为逆反应，而且反应的比值等于计量数之比，所以能判断平衡，故E正确；
故答案为：BCE；
（3）根据等效平衡，把物质都换算成方程式一边的物质，且和初始加入的入2mol A和1mol B相等即可．
①4mol A+2mol B 与初始A、B浓度不同，故错误； 
②3molC+l mol D+1mol B换算成A、B，A、B浓度分别为2mol、2mol，与初始浓度不同，故错误；
③3mol C+2mol D 换算成A、B，A、B浓度分别为2mol、1mol，D是固体，对气体无影响，故正确；
④1.6molA+0.8 mol B+0.6mol C 与初始浓度相比，增大了C，平衡逆移，但是C的浓度增大，故错误；
⑤2mol A+1mol B+1molHe，体积恒定，加入稀有气体，平衡不移动，所以加入1molHe无影响，A、B浓度分别为2mol、1mol与初始浓度相同，故正确；
故答案为：③⑤；
（4）2A（g）+B（g）3C（g）+D（S），
  C、D未反应     0       0            3mol     0.8 mol 
  D完全反应    1.6mol    0.8 mol      0.6mol     0
CD未反应时容器的体积V=

n

c

=

3mol

1.2mol/L

=2.5L；
 D完全反应时容器的体积V=

n

c

=

0.6mol

1.2mol/L

=0.5L；
即体积为0.5L＜V＜2.5L，故答案为：0.5；2.5．

点评：本题考查的是等效平衡及化学平衡的有关计算，采用极限反应法求出C的物质的量，然后根据物质的量、物质的量浓度、体积之间的关系，从而求出容器体积，采用极限反应法是解（4）题的关键．