Question

T℃時，有甲、乙兩個密閉容器，甲容器的體積為1L，乙容器的體積為2L，分別向甲、乙兩容器中加入6mol A和3mol B，發(fā)生反應如下：3A（g）+bB（g）?3C（g）+2D（g）△H＜0； 4min時甲容器內(nèi)的反應恰好達到平衡，A的濃度為2.4mol/L，B的濃度為1.8mol/L； t min時乙容器內(nèi)的反應達平衡，B的濃度為0.8mol/L．根據(jù)題給信息回答下列問題：
（1）甲容器中反應的平均速率v（B）=

 

，化學方程式中計量數(shù)b=

 

．
（2）乙容器中反應達到平衡時所需時間t

 

4min（填“大于”、“小于”或“等于”），原因是

 

．
（3）T℃時，在另一個體積與乙相同的丙容器中，為了達到平衡時B的濃度仍然為0.8mol/L，起始時，向丙容器中加入C、D的物質(zhì)的量分別為3mol、2mol，則還需加入A、B的物質(zhì)的量分別是

 

、

 

．
（4）若要使甲、乙容器中B的平衡濃度相等，可以采取的措施是

 

．
A．保持溫度不變，增大甲容器的體積至2L
B．保持容器體積不變，使甲容器升高溫度
C．保持容器壓強和溫度都不變，向甲中加入一定量的A氣體
D．保持容器壓強和溫度都不變，向甲中加入一定量的B氣體
（5）寫出平衡常數(shù)表達式K=

 

，并計算在T℃時的化學平衡常數(shù)K=

 

．

Answer 1

考點：反應速率的定量表示方法,化學平衡的影響因素,化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：（1）反應前，甲容器中A的濃度為6mol?L^-1，4min甲容器內(nèi)的反應達到化學平衡后，A的濃度減少了3.6mol?L^-1，B的濃度減少了1.2mol?L^-1，根據(jù)反應速率的計算公式結(jié)合化學反應方程式中各物質(zhì)的化學反應速率之比等于化學計量數(shù)之比，可求出v（B）=0.3mol?L^-1?min^-1，b=1；
（2）根據(jù)容器甲和容器乙的體積大小判斷反應物濃度大小，根據(jù)濃度越小，反應速率越慢判斷反應時間；
（3）恒溫恒容條件下，達到平衡時丙中B的濃度仍然為0.8mol/L，說明乙和丙為等效平衡，根據(jù)等效平衡的知識解答；
（4）根據(jù)勒夏特列原理，結(jié)合等效平衡規(guī)律進行判斷；
（5）根據(jù)平衡常數(shù)的表達式寫出反應3A（g）+B（g）?3C（g）+2D（g）的平衡常數(shù)；根據(jù)T℃達到平衡時各組分的濃度計算出T℃時的化學平衡常數(shù)K．

解答： 解：（1）甲容器的體積為1L，加入6mol A和3mol B，則A、B的濃度分別為：6mol/L、3mol/L，4min時甲容器內(nèi)的反應恰好達到平衡，A的濃度為2.4mol/L、B的濃度為1.8mol/L，則A、B的濃度變化為：△c（A）=6mol/L-2.4mol/L=3.6mol/L，B的濃度變化為：△c（B）=3mol/L-1.8mol/L=1.2mol/L，此時間內(nèi)平均速率v（B）=

1.2mol/L

4min

=0.3 mol?L^-1?min^-1；濃度變化與化學計量數(shù)成正比，則3：b=△c（A）：△c（B）=3.6mol/L：1.2mol/L=3：1，則b=1，
故答案為：0.3 mol?L^-1?min^-1；1；
（2）甲容器的體積為1L，乙容器的體積為2L，乙容器的體積大于甲的，濃度小則反應速率小，到達平衡的時間長，所以乙容器中反應達到平衡時所需時間大于4min，
故答案為：大于； 乙容器的體積大于甲容器的體積，反應物濃度減小，反應速率減慢，達到平衡所需要的時間就要長； 
（3）根據(jù)等效平衡規(guī)律，在恒溫恒容下，轉(zhuǎn)化為同一反應方向的物質(zhì)的物質(zhì)的量和原來對應相等即可，3molC、2molD完全轉(zhuǎn)化后生成3molA和1molB，還需3molA和2molB才能與乙為等效平衡，
故答案為：3 mol；2 mol；
（4）由于該反應是體積增大的可逆反應，由于甲的容器體積小，則壓強大，平衡向著逆向移動，甲中反應物的轉(zhuǎn)化率小于乙，且達到平衡時甲中各組分濃度都大于乙的，
A．保持溫度不變，增大甲容器的體積至2L，則此時甲和乙為等效平衡，甲、乙容器中B的平衡濃度相等，故A正確；
B．保持容器體積不變，使甲容器升高溫度，該反應為放熱反應，平衡向著逆向移動，甲中B濃度增大，則無法滿足甲、乙容器中B的平衡濃度相等，故B錯誤；
C．保持容器壓強和溫度都不變，向甲中加入一定量的A氣體，由于反應物A的濃度增大，則平衡向著正向移動，甲中B的濃度減小，可能實現(xiàn)甲、乙容器中B的平衡濃度相等，故C正確；
D．保持容器壓強和溫度都不變，向甲中加入一定量的B氣體，達到平衡時甲中B的濃度更大，無法滿足甲、乙容器中B的平衡濃度相等，故D錯誤；
故答案為：AC；
（5）反應3A（g）+bB（g）?3C（g）+2D（g）的平衡常數(shù)為：K=

c3(C)?c2(D)

c3(A)?c(B)

；
 T℃時甲容器中    3A（g）+B（g）?3C（g）+2D（g）
反應前（mol/L）   6       3        0       0
濃度變化（mol/L） 3.6     1.2     3.6     2.4
平衡時（mol/L）   2.4     1.8     3.6     2.4
在T℃時的化學平衡常數(shù)K=

c3(C)?c2(D)

c3(A)?c(B)

=

3．63×2．42

2．43×1.8

=10.8，
故答案為：

c3(C)?c2(D)

c3(A)?c(B)

；10.8．

點評：本題考查了化學平衡常數(shù)的計算、化學平衡的影響因素、化學反應速率的計算等知識，題目難度中等，注意掌握化學平衡常數(shù)的影響因素及計算方法，明確化學反應速率與化學計量數(shù)的關(guān)系，試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及化學計算能力．