Question

4．300℃時，將2mol A和2mol B兩種氣體混合于2L密閉容器中，發(fā)生如下反應：3A（g）+B（g）?2C（g）+2D（g）△H，2min末達到平衡，生成0.8mol D．
（1）在2min末時，A的平衡濃度為0.4mol/L，B的轉化率20%，0-2min內D的平均反應速率為0.2mol/（L•min）．
（2）該反應的平衡常數表達式為：K=$\frac{c{\;}^{2}（C）×c{\;}^{2}（D）}{c{\;}^{3}（A）×c（B）}$．該溫度下的化學平衡常數數值為K₁0.5．已知350℃時K₂=l，則△H＞0（填“＞”或“＜”）．
（3）在300℃時，將該反應容器壓縮體積為lL．則A的轉化率不變（填“增大”、“減小”或“不變”），原因是反應前后氣體體積不變，壓強對平衡無影響．

Answer 1

分析 根據三段式求出各組分的物質的量的變化量、平衡時各組分的物質的量，
（1）根據方程式計算A的物質的量可計算A的濃度，根據轉化率=$\frac{已轉化的物質的量}{起始物質的量}$×100%計算，根據v=$\frac{△c}{△t}$計算反應速率；
（2）化學平衡常數等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積；根據平衡常數的變化可判斷溫度對平衡移動的影響；
（3）該反應反應前后氣體體積不變，增大壓強平衡不移動，據此判斷A的轉化率．

解答 解：對于反應  3A（g）+B（g）2C（g）+2D（g），
開始（mol）：2       2                0       0
變化（mol）：1.2     0.4             0.8     0.8
平衡（mol）：0.8     1.6             0.8     0.8
（1）由上述計算可知，平衡時A的物質的量為0.8mol，所以B的平衡濃度為c（A）=$\frac{0.8mol}{2L}$=0.4mol/L，
B的轉化率為$\frac{0.4mol}{2mol}$×100=20%，
平衡時D的物質的量為0.8mol，所以用D表示的平均反應速率為v（D）=$\frac{\frac{0.8mol}{2L}}{2min}$=0.2mol/（L•min），
故答案為：0.4mol/L；20%；0.2mol/（L•min）；
（2）化學平衡常數等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積，則K₁=$\frac{c{\;}^{2}（C）×c{\;}^{2}（D）}{c{\;}^{3}（A）×c（B）}$=$\frac{（\frac{0.8mol}{2L}）^{2}•（\frac{0.8mol}{2L}）^{2}}{（{\frac{0.8mol}{2L}）}^{3}•（\frac{1.6mol}{2L}）}$=0.5＜K₂=l，所以K_300℃＜K_350℃，說明升高溫度平衡向正反應方向移動，則正反應放熱，△H＞0，
故答案為：$\frac{c{\;}^{2}（C）×c{\;}^{2}（D）}{c{\;}^{3}（A）×c（B）}$；0.5；＞；
（3）由方程式可知，氣體的化學計量數之和前后相等，則反應前后氣體體積不變，壓強對平衡無影響，縮小容器容積，則A的轉化率不變，
故答案為：不變；反應前后氣體體積不變，壓強對平衡無影響．

點評 本題考查反應速率的計算、等效平衡等，難度中等，注意三段式解題法的利用，注意把握等效平衡的理解和應用．