Question

18．在一定溫度下，向一固定容積的密閉容器中加入 1mol A和 2mol B，發生下述反應：A（g）+2B（g）?3C（g）+2D（s）（放熱反應）．達到平衡時生成了1.8mol C．
（1）在相同條件下，若向該容器中改為加入0.3mol A、0.6mol B，要使平衡混合氣體中C物質的體積分數與原平衡的相同，在D足量時，則還應加入任意mol的物質C．
（2）若維持容器的體積和溫度不變，反應從逆反應方向開始，按不同的配比作為起始物質，達到平衡時C仍為1.8mol．則D的起始物質的量n（D）應滿足的條件是：n（D）＞0.8mol．
（3）若升高平衡體系溫度，當再次達到平衡后，測得兩次平衡條件下混合氣體的平均相對分子質量未發生改變，試解釋形成這種結果的可能原因是：當溫度升高到一定溫度以后，D漸漸轉化為氣體；
（4）若將容器改為容積可變的容器，在一定溫度和常壓下，建立上述平衡之后，A的物質的量濃度為a mol/L．現持續增大壓強，當：
①當壓強為原來1.5倍時，A的平衡時物質的量濃度為m mol/L，測得m=1.5a；
②當壓強為原來10倍時，A的平衡時物質的量濃度為n mol/L，測得n＞10a；
③當壓強為原來100倍時，A的平衡時物質的量濃度為p mol/L，測得p＜100a．
試解釋形成這種結果的可能的原因：
①1.5倍時：氣體物質兩邊的化學計量數相等，增大壓強不改變平衡狀態；
②10倍時：B漸漸轉化為非氣態，增大壓強平衡向左移動；
③100倍時：C漸漸轉化為非氣態，增大壓強平衡再次向右移動．

Answer 1

分析 （1）A（g）+2B（g）?3C（g）+2D（s）（放熱反應），反應為氣體體積不變的放熱反應，滿足等效平衡的條件是反應物等比等效，增加任意量C相當于增大壓強，平衡不變；
（2）在一定溫度下，向一固定容積的密閉容器中加入 1mol A和 2mol B，發生下述反應：A（g）+2B（g）?3C（g）+2D（s）（放熱反應）．達到平衡時生成了1.8mol C．
                            A（g）+2B（g）?3C（g）+2D（s）
起始量（mol）      1            2              0              0
變化量（mol）     0.6          1.2           1.8           1.2
平衡量（mol）    0.4           0.8            1.8          1.2
反應從逆反應方向開始，按不同的配比作為起始物質，達到平衡時C仍為1.8mol，依據化學方程式計算；
（3）若升高原平衡體系溫度，當再次達到平衡后，測得兩次平衡條件下混合氣體的平均相對分子質量未發生改變，依據平均相對分子質量=$\frac{m}{n}$分析，反應生成的D相對分子質量等于原平衡狀態的相對分子質量；
（4）2A（g）+B（g）?3C（g）+D（s），在一定溫度和常壓下，將1mol A和2mol B充入該容器中，建立平衡之后，A的物質的量濃度為a mol/L，
①當壓強為原來1.5倍時，A的平衡時物質的量濃度為m mol/L，測得m=1.5a，體積變化從a變化應1.5a，反應前后氣體體積不變，壓強減小，平衡不移動只是體積改變；
②當壓強為原來10倍時，A的平衡時物質的量濃度為n mol/L，體積變化引起的濃度變化濃度應變化為10a，應為n=10a，而實際測定結果測得n＞10a，證明平衡逆向進行，氣體體積改變；
③當壓強為原來100倍時，A的平衡時物質的量濃度為p mol/L，物質狀態不變，則應得到p=100a，但測得p＜100a，說明增大壓強平衡正向進行，則只能C變化為非氣體；

解答 解：（1）A（g）+2B（g）?3C（g）+2D（s）（放熱反應），反應為氣體體積不變的放熱反應，滿足等效平衡的條件是反應物等比等效，增加任意量C相當于增大壓強，平衡不變，在相同條件下，若向該容器中改為加入0.3mol A、0.6mol B，要使平衡混合氣體中C物質的體積分數與原平衡的相同，在D足量時，則還應加入任意mol的物質C，
故答案為：任意；
（2）在一定溫度下，向一固定容積的密閉容器中加入 1mol A和 2mol B，發生下述反應：A（g）+2B（g）?3C（g）+2D（s）（放熱反應）．達到平衡時生成了1.8mol C．
                            A（g）+2B（g）?3C（g）+2D（s）
起始量（mol）      1            2              0              0
變化量（mol）     0.6          1.2           1.8           1.2
平衡量（mol）    0.4           0.8            1.8          1.2
反應從逆反應方向開始，按不同的配比作為起始物質，達到平衡時C仍為1.8mol，依據化學方程式計算平衡狀態下逆向進行生成0.4molA需要C物質的量1.2mol，需要D物質的量為0.8mol，反應達到平衡狀態D物質的量大于0.8mol，D的起始物質的量n（D）應滿足的條件是：n（D）＞0.8mol，
故答案為：＞0.8mol；
（3）若降低原平衡體系溫度，當再次達到平衡后，測得兩次平衡條件下混合氣體的平均相對分子質量未發生改變，形成這種結果的可能原因是D的摩爾質量和原平衡狀態的平均摩爾質量相同，即M（D）=原平衡狀態的相對分子質量，升高溫度后D變化為氣體，
故答案為：當溫度升高到一定溫度以后，D漸漸轉化為氣體；
（4）2A（g）+B（g）?3C（g）+D（s），在一定溫度和常壓下，將1mol A和2mol B充入該容器中，建立平衡之后，A的物質的量濃度為a mol/L，
①當壓強為原來1.5倍時，A的平衡時物質的量濃度為m mol/L，測得m=1.5a，體積變化從a變化應1.5a，反應前后氣體體積不變，壓強減小，平衡不移動只是體積改變，
故答案為：氣體物質兩邊的化學計量數相等，增大壓強不改變平衡狀態；
②當壓強為原來10倍時，A的平衡時物質的量濃度為n mol/L，體積變化引起的濃度變化濃度應變化為10a，應為n=10a，而實際測定結果測得n＞10a，證明平衡逆向進行，只能是增大壓強，結合反應前后氣體變化可知，可能B變化為非氣體才符合，
故答案為：B漸漸轉化為非氣態，增大壓強平衡向左移動；
③當壓強為原來100倍時，A的平衡時物質的量濃度為p mol/L，物質狀態不變，則應得到p=100a，但測得p＜100a，形成這種結果的可能的原因是，反應增大壓強平衡正向進行，則只能C變化為非氣體，所以形成這種結果的可能的原因是C漸漸轉化為非氣態，增大壓強平衡再次向右移動，
故答案為：C漸漸轉化為非氣態，增大壓強平衡再次向右移動；

點評 本題考查了化學平衡影響因素分析，圖象分析判斷方法，平衡移動原理，平衡常數分析判斷，等效平衡的理解應用，掌握基礎是關鍵，題目難度較大．