题目
有理想气体化学反应: (g)+2B(g)arrow C(g), 在等温、总压不变的条件下进-|||-行,若原料气体中A与B的物质的量之比为1:2,达平衡时系统的组分数-|||-C= __ 自由度数 F= __ 当温度一定时,增大压力则 ^- __-|||-(填增大、减小或不变),平衡将 __ 移动(填向左、向右或不变)。

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查化学平衡中的相律应用、平衡常数与压力变化的关系,以及勒沙特列原理的应用。
解题核心思路:
- 组分数(C):根据化学反应式和初始条件,分析独立变量数目。由于反应物A与B的物质的量比固定为1:2,且总压恒定,导致系统中实际独立变量减少。
- 自由度数(F):利用相律公式 $F = C - \phi$($\phi$为相数),结合组分数计算。
- 平衡常数与压力变化:平衡常数$K$仅与温度相关,温度不变则$K$不变。
- 平衡移动方向:根据反应前后气体物质的量变化,结合勒沙特列原理判断。
破题关键点:
- 组分数的确定:通过初始物质的量比和总压恒定,推导分压关系,减少独立变量。
- 相律的应用:明确相数$\phi=1$(气相系统)。
- 压力对平衡的影响:反应物总物质的量多于产物,增大压力会使平衡向物质的量减少的方向移动。
组分数(C)的确定
- 化学反应约束:反应式 $A + 2B \rightarrow C$ 使物质的量相关联,独立化学组分为2(原3种物质减去1个反应)。
- 初始物质的量比:原料中$n_A:n_B=1:2$,反应过程中始终保持此比例,故$p_B=2p_A$。
- 总压恒定:$p_A + p_B + p_C = P_{\text{总}}$,代入$p_B=2p_A$得 $p_C = P_{\text{总}} - 3p_A$,系统中仅$p_A$为独立变量,组分数$C=1$。
自由度数(F)的计算
- 相数$\phi=1$(气相系统)。
- 相律公式:$F = C - \phi = 1 - 1 = 0$。
平衡常数与压力变化
- 平衡常数特性:$K$仅由温度决定,温度不变则$K$不变,故$K_{\text{逆}}$不变。
- 平衡移动方向:反应物总物质的量(3 mol)多于产物(1 mol),增大压力使平衡向右移动(减少气体物质的量)。