Question

（Ⅰ）在一定温度下将2 mol A和2 mol B两种气体混合于2 L密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g) 2C(g)＋2D(g),2分钟末反应达到平衡状态，生成了0.8 mol D，请填写下面空白。

（1）用D表示的平均反应速率为____________A的转化率为____________。

（2）如果缩小容器容积(温度不变)，则平衡体系中混合气体的密度____________(填“增大”、“减少”或“不变”)。

（3）若向原平衡体系再投入1 mol A和1 mol B，平衡____________(填“右移、左移或不移”)。

（4）若开始时只加C和D各4/3 mol，要使平衡时各物质的质量分数与原平衡相等，则还应加入____________mol B物质。

（Ⅱ）现有反应：CO(g)+ H₂O(g) CO₂(g)+ H₂(g) ；△H<0，在850℃时，平衡常数K=1。

（1）850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入 1.0 mol CO、3.0molH₂O、1.0mol CO₂ 和x molH₂，则：

①当x=5.0时，上述平衡向_______（填正反应或逆反应）方向进行。

②若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是________。

（2）在850℃时，若设x＝5.0 mol和x＝6.0mol，其它物质的投料不变，当上述反应达到平衡后，测得H₂的体积分数分别为a％、b％，则a _______b（填“大于”、“小于”或“等于”）。

Answer

（Ⅰ）(1)0.2 mol·L－1·min－1 60%

(2)增大 (3)右移 (4) 4/3

（Ⅱ） （1）①逆反应 ② 0≤x＜3 (2)小于

【解析】

试题分析：（Ⅰ）(1)V（D）=∆c/∆t=0.8mol÷2L÷2min=0.2 mol·L－1·min－1；根据化学方程式：

3A(g)＋B(g) 2C(g)＋2D(g)

初始物质的量（mol） 2 2 0 0

转化物质的量（mol）1.2 0.4 0.8 0.8

平衡物质的量（mol）0.8 1.6 0.8 0.8

则A的转化率=1.2mol÷2mol×100%=60%。

（2）反应混合物都为气体，总质量不变，体积减小，平衡体系中混合气体的密度增大。

（3）增大反应物的浓度，平衡向正反应方向移动。

（4）平衡时各物质的质量分数与原平衡相等，为等效平衡，应前后气体体积不变，按化学计量数转化到左边，满足n（A）：n（B）=1：1即可。根据3A（g）+B（g）2C（g）+2D（g）可知，C和D各4/3mol，转化到左边可得A为2mol，B为2/3mol。令B的物质的量为nmol，则：2mol：（n+2/3）mol=2mol：2mol，解得n=4/3。

（Ⅱ）（1）①此时的浓度商Qc=5×1÷（1×3）=1.67，大于平衡常数1，故平衡向逆反应方向移动。

②平衡向正反应方向移动，浓度商小于平衡常数，即1×x÷（1×3）＜1，解得x＜3，则x应满足的条件是：0≤x＜3。

③增大一种生产物（氢气）的体积分数，平衡向逆反应方向移动，平衡移动的结果是降低这种增大的幅度，故平衡后氢气的体积分数还是大于原来的，故a小于b。

考点：本题考查化学反应速率、化学平衡移动、等效平衡。