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有固体参与的等效平衡问题讨论

来源:未知作者:董啸 点击:所属专题: 等效平衡
最近高三学生在练习过程中遇到下列一题: 在一个 1L 的密闭容器中,加入2molA和1molB,发生下列可逆反应: 2A (g)+B(g)→ 3C (g)+D(s)达到平衡时,C的浓度为1.2mol/L,维持容器的体积和温度不变,按下列配比作为起始物质,达到平衡后,C的浓度还是1.2mol/L的是( ) A.1molA+

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  最近高三学生在练习过程中遇到下列一题:

 在一个1L的密闭容器中,加入2molA和1molB,发生下列可逆反应: 2A(g)+B(g)→ 3C(g)+D(s)达到平衡时,C的浓度为1.2mol/L,维持容器的体积和温度不变,按下列配比作为起始物质,达到平衡后,C的浓度还是1.2mol/L的是(   )

  A.1molA+0.5molB+1.5molC+0.1molD

  B.3molC+0.7molD

  C.2molA+1molB+1molD

  D.0.5molA+0.25molB+2.25molC

   本题学生容易识别出是恒容等效平衡问题,容易想到将各种状态折算为相当于从正反应开始的初始状态。但本题中D物质是固态,是否也要折算为初始状态呢?

   对于选项C,设想为先加2molA+1molB,与原平衡等效,然后再加入1molD,固体不影响平衡。因此符合题意。

  对于选项B答案的讨论:初始平衡时,A、B的浓度分别为1.2mol/L、0.6mol/L。如果反应从逆反应开始,只要使用D的物质的量大于0.6mol即可满足要求,因此B选项是符合题意的。

  为什么学生容易漏B呢?主要是对“恒容等效平衡问题”折算为与开始状态相同的理解上未注意到是针对气体,而不针对固体。

 

再来做一做:

    在2 L密闭容器中加入2 mol A和1 mol B,发生如下反应:2A(g)+B(g)→ 4C(g)+D(?) 4 min时达到平衡,C的浓度为0.4 mol/L,D的物质的量为0.2 mol。

(1)4 min内,用B物质表示的平均反应速率为_________,A的转化率为________ 。

(2)若D是气体,升高温度后,混合气体的平均相对分子质量增大,则该反应的正反应是________ 反应。(填“放热”、“吸热”)

(3)保持温度和体积不变,向平衡混合物中再加入2 mol A、1 mol B,达到新平衡后C的浓度_______0.8 mol/L(填“>”、“<”、“=”)。

(4)若D是固体,按不同配比加入起始物质,达到平衡时,C的浓度仍是0.4 mol/L。

①如果从逆反应方向建立平衡,D的起始物质的量应满足的条件是 ________ 。

②如果加入0.2 mol A、0.1 mol B,则C和D起始物质的量分别应满足 ___________。

答案:(1)0.025 mol·L-1·min-1    20%    (2)放热    (3)<     (4)① n(D)>0.8 mol    ② n(C)=3.6 mol,n(D)>0.7 mol

(责任编辑:化学自习室)
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