Question

在一個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：2A（g）+B（g）?3C（g）+D（s），反應達到平衡時C的濃度為1.2mol/L．
（1）若使容器溫度升高，平衡時混合氣體中C的質量分數(shù)增加，則正反應為______（填“吸熱”或“放熱”）反應．
（2）若維持容器體積和溫度不變，按下列方法加入起始物質，達到平衡時C的濃度仍為1.2mol/L的是______（用序號填空）
①4mol A+2mol B                  ②3mol C+1mol D+l mol B
③3mol C+2mol D                  ④1.6mol A+0.8mol B+0.6mol C
（3）某溫度下，向容器中加入3mol C和0.8mo1D，反應達到平衡時C的濃度仍為1.2mol/L，則容器的容積V應大于______L，小于______L．
（4）如果在一體積為2L的容器中充入4mol A和2mol B，維持條件和原來相同，達到平衡時C的濃度是否仍為1.2mol/L？______（填是，不是或不一定）

Answer 1

【答案】分析：（1）容器溫度升高，平衡時混合氣體中C的質量分數(shù)增加，平衡向正反應移動，升高溫度平衡向吸熱反應移動．
（2）維持容器體積和溫度不變，達到平衡時C的濃度仍為1.2mol/L，為等效平衡，且為完全等效平衡，按化學計量數(shù)轉化到左邊滿足2mol A和1mol B．
（3）采用極限判斷C的物質的量，若C未轉化時，C的物質的量為3mol，此時體積最大；若D完全反應時，C平衡時的物質的量最小，此時體積最�。�
（4）該反應反應前后氣體的物質的量不變，體積為2L的容器中充入4mol A和2mol B，維持條件和原來相同，則反應到達平衡是與原平衡為等效平衡，各組分的含量相同，反應物的轉化率相同，討論原平衡的體積，進行判斷．
解答：解：（1）根據(jù)質量守恒定律及反應方程式知，該反應反應前后氣體的物質的量不變，氣體的質量變小，溫度升高，平衡時混合氣體中C的質量分數(shù)增加，說明平衡向正反應方向移動，升高溫度平衡向吸熱反應移動，所以正反應是吸熱反應．
故答案為：吸熱．
（2）維持容器體積和溫度不變，達到平衡時C的濃度仍為1.2mol/L，為等效平衡，且為完全等效平衡，按化學計量數(shù)轉化到左邊滿足2molA和1molB即可．由2A（g）+B（g）?3C（g）+D（S）可知，
①4molA+2molB與初始A、B的物質的量不同，故①錯誤． 
②3molC+lmolD+1molB換算成A、B，A、B物質的量分別為2mol、2mol，與初始A、B的物質的量不同，故②錯誤．
③3molC+2molD 換算成A、B，A、B物質的量分別為2mol、1mol，D為1mol，D是固體，對平衡無影響，故③正確．
④1.6mol A+0.8mol B+0.6molC換算成A、B，沒有D，C不能反應，與初始A、B的物質的量不相同，故④錯誤．
故選：③．
（3）若C未轉化時，C的物質的量為3mol，此時體積最大，所以容器的體積V==2.5L；
若D完全反應時，平衡時C的物質的量最小，此時體積最小，根據(jù)方程式計算反應的C的物質的量：
2A（g）+B（g）3C（g）+D（S）
                   2.4mol   0.8mol
所以C的物質的量最小為3mol-2.4mol=0.6mol，所以容器的體積V==0.5L．
故答案為：0.5L；2.5L．
（4）該反應反應前后氣體的物質的量不變，體積為2L的容器中充入4mol A和2mol B，維持條件和原來相同，則反應到達平衡是與原平衡為等效平衡，各組分的含量相同，反應物的轉化率相同，平衡時C的物質的量是原平衡2倍．
若原平衡為1L，則該條件下到達平衡C的濃度為1.2mol/L；
若原平衡的體積不是1L，則該條件下到達平衡C的濃度不是1.2mol/L．
所以平衡時C的濃度不一定是1.2mol/L．
故答案為：不一定．
點評：本題考查的是等效平衡及化學平衡的有關計算，采用極限反應法是解（3）題的關鍵，采用極限反應法求出C的物質的量，從而求出容器體積范圍．