Question

2．（1）反應3Fe（s）+4H₂O（g）?Fe₃O₄（s）+4H₂（g），在一可變的容積的密閉容器中進行，試回答：
?增加Fe的量，其正反應速率的變化是不變（填增大、不變、減小，下同）
?將容器的體積縮小一半，其正反應速率增大，逆反應速率增大．
?保持體積不變，充入N₂使體系壓強增大，其正反應速率不變，逆反應速率不變．
保持壓強不變，充入N₂使容器的體積增大，其正反應速率減小，逆反應速率減�。�
（2）在一定條件下，將2mol A和2mol B混合于容積為2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g）．2min末反應達到平衡狀態(tài)時，生成0.8mol D，同時測得C的濃度為0.4mol/L．請?zhí)顚懴铝锌瞻祝簒=2；B的轉化率為20%．
?如果其他條件不變，將容器的容積變?yōu)?L，進行同樣的實驗，則與上述反應比較：反應速率將增大（填“增大”、“減小”或“不變”），理由是體積減小，反應物的濃度增大，因為使反應速率增大．平衡時反應物的轉化率將不變（填“增大”、“減小”或“不變”），理由是反應前后氣體的總體積無變化，平衡不發(fā)生移動．
?如果上述反應在相同條件下從逆反應開始進行，起始時加入C和D各$\frac{4}{3}$mol，要使平衡時各物質的體積分數(shù)與原平衡時完全相同，則還應加入B物質$\frac{4}{3}$mol．

Answer 1

分析 （1）濃度、壓強增大、升高溫度、加入催化劑等都會加快反應速率，化學平衡狀態(tài)下，改變其中一個條件平衡就會向減弱這種改變的方向移動，注意固體和純液體不影響化學反應速率和化學平衡；
（2）C表示的反應速率為0.2mol/（L•min），平衡時C的濃度為0.4mol/L，則n（C）=0.4mol/L×2L=0.8mol，結合n（D）利用物質的量之比等于化學計量數(shù)之比計算x；
（2）根據(jù)平衡時n（D），由方程式可知參加反應的n（B）=$\frac{1}{2}$n（D），再根據(jù)轉化率定義計算B的轉化率，如果其他條件不變，將容器的容積變?yōu)?L，體積減小物質濃度增大，反應速率增大，反應前后氣體體積不變，增大壓強反應速率增大，平衡不變，由反應可知反應前后氣體的物質的量不變，恒溫恒容下，按化學計量數(shù)轉化到左邊，滿足n（A）：n（B）=2mol：2mol=1：1即可，據(jù)此判斷應加入的物質及該物質的量物質的量；

解答 （1）因鐵是固體，增加鐵的量，沒有增加鐵的濃度，所以不能改變反應速率，
容器的體積縮小，容器內各物質的濃度都增大，濃度越大，化學反應速率越快，
體積不變，充入N₂使體系壓強增大，但各物質的濃度不變，所以反應速率不變，
壓強不變，充入N₂使容器的體積增大，但各物質的濃度都減小，濃度越小，反應速率越小，
故答案為：不變；增大，增大；不變，不變；減小，減小．
（2）以C表示的反應速率為0.2mol/（L•min），平衡時C的濃度為0.4mol/L，則n（C）=0.4mol/L×2L=0.8mol，物質的量之比等于化學計量數(shù)之比，所以0.8mol：0.8mol=x：2，解得x=2，平衡時n（D）=0.8mol，由方程式可知參加反應的n（B）=$\frac{1}{2}$n（D）=$\frac{1}{2}$×0.8mol=0.4mol，故B的轉化率為$\frac{0.4mol}{2mol}$×100%=20%，
如果其他條件不變，將容器的容積變?yōu)?L，濃度增大，則容器中壓強增大進行同樣的實驗，則與上述反應比較：反應速率將增大，反應前后氣體體積不變，增大壓強平衡不變，平衡時反應物的轉化率不變，該反應前后氣體的物質的量不變，恒溫恒容下，按化學計量數(shù)轉化到左邊，滿足n（A）：n（B）=2mol：2mol=1：1即可，開始加入C和D各$\frac{4}{3}$mol，由化學方程式3A（g）+B（g）?2C（g）+2D（g）可知轉化到左邊，可以得到A為$\frac{4}{2}$mol×$\frac{3}{2}$=2mol，得到B為$\frac{4}{3}$mol×$\frac{1}{2}$=$\frac{2}{3}$mol，故還需要加入B，加入B的物質的量為2mol-$\frac{2}{3}$mol=$\frac{4}{3}$mol；
故答案為：?2，20%；增大  體積減小，反應物的濃度增大，因為使反應速率增大，不變，反應前后氣體的總體積無變化，平衡不發(fā)生移動，$\frac{4}{3}$；

點評 本題考查化學平衡的有關計算、影響化學平衡的因素、等效平衡等，難度中等，注意等效平衡規(guī)律的掌握，掌握基礎是關鍵．