Question

在一個固定體積的密閉容器中，向容器中充入2 mol A 和1 mol B，發生如下反應：2A(g) ＋ B(g) 3C(g) ＋ D(s)，反應達到平衡時C的濃度為1.2 mol/L.
（1）若使容器溫度升高，平衡時混合氣體的平均相對摩爾質量減小，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1.2 mol/L的是______（用序號填空）．
①4 mol A＋2 mol B　②3 mol C＋1 mol D＋l mol B
③3 mol C＋2 mol D　④1.6 mol A＋0.8 mol B＋0.6 mol C
（3）某溫度下，向容器中加入3 mol C和0.8 mol D，反應達到平衡時C的濃度仍為1.2 mol/L，則容器的容積V應大于________L，小于________L.

Answer 1

（4分） (1)吸熱（1分）　(2)③（1分）　(3)0.5　2.5（2分）

試題分析：（1）根據方程式可知，反應前后體積不變，但氣體的質量減小。所以若使容器溫度升高，平衡時混合氣體的平均相對摩爾質量減小，這說明升高溫度，平衡向正反應方向移動，即正方應是吸熱反應。
（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，答案選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＝3mol÷1.2mol/L＝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＝0.6mol÷1.2mol/L＝0.5L
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度試題的考查，側重對學生分析、歸納和總結問題的能力，有利于培養學生的邏輯推理能力和發散思維能力。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。