Question

恒溫時，將2molA和2molB氣體投入固定容積為2L密閉容器中發(fā)生反應：2A（g）+B（g）?xC（g）+D（s），10s時，測得A的物質(zhì)的量為1.7mol，C的反應速率為0.0225mol?L^-1?s^-1；40s時反應恰好處于平衡狀態(tài)，此時B的轉(zhuǎn)化率為20%．請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）x=

3

（2）從反應開始到10s，B的平均反應速率為

0.0075mol?（L?s）^-1

（3）從反應開始到40s達平衡狀態(tài)，A的平均反應速率為

0.01mol?（L?s）^-1

（4）平衡時容器中B的體積分數(shù)為

40%

（5）該溫度下此反應的平衡常數(shù)表達式為

c3(C)

c2(A)c(B)

數(shù)值是

0.75

（6）下列各項能表示該反應達到平衡狀態(tài)是

CE

A．消耗A的物質(zhì)的量與生成D的物質(zhì)的量之比為2：1
B．容器中A、B的物質(zhì)的量 n（A）：n（B）=2：1
C．氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化
D．壓強不再變化
E．氣體密度不再變化．

Answer 1

分析：2A（g）+B（g）?xC （g）+D（s），
開始  2      2          0      
轉(zhuǎn)化0.8     0.4      0.4x
平衡1.2     1.6      0.4x
（1）計算出A的物質(zhì)的量變化量△n（A），利用c的速率計算△n（C），根據(jù)物質(zhì)的量變化量之比等于化學計量數(shù)之比計算x的值；
（2）10s時，測得A的物質(zhì)的量為1.7mol，依據(jù)A計算消耗B的物質(zhì)的量，計算出B的濃度變化量，利用利用v=

△c

△t

計算v（B）；
（3）40s時反應恰好處于平衡狀態(tài)，此時B的轉(zhuǎn)化率為20%．根據(jù)B計算出平衡時參加反應的A的物質(zhì)的量，計算出A的濃度變化量，利用利用v=

△c

△t

計算v（A）；
（4）根據(jù)B的轉(zhuǎn)化率計算出參加反應的B的物質(zhì)的量，利用三段式計算平衡時各組成的物質(zhì)的量，進而計算平衡時總的物質(zhì)的量，再利用體積分數(shù)等于計算B的體積分數(shù)．注意D是固體；
（5）平衡常數(shù)指生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值；
計算出平衡時各組分的濃度，代入平衡常數(shù)表達式計算平衡常數(shù)．注意D是固體；
（6）表示該反應達到平衡狀態(tài)是正逆反應速率相同，各成分的含量保持不變．

解答：解：（1）A的物質(zhì)的量變化量△n（A）=2mol-1.7mol=0.3mol，△n（C）=0.0225mol?L^-1?s^-1×10s×2L=0.45mol，根據(jù)物質(zhì)的量變化量之比等于化學計量數(shù)之比，則0.3mol：0.45mol=2：x，解得x=3，故答案為：3；
（2）10s時，測得A的物質(zhì)的量為1.7mol，反應的A為0.3mol，反應的B物質(zhì)的量為0.15mol，所以B的平均反應速率=

0.15mol 2L

10s

=0.0075mol/L?s，
故答案為：0.0075mol/L?s；
（3）40s時反應恰好處于平衡狀態(tài)，此時B的轉(zhuǎn)化率為20%，參加反應的B的物質(zhì)的量為2mol×20%=0.4mol，由方程式可知，參加反應的A的物質(zhì)的量為2×0.4mol=0.8mol，故v（A）=

0.8mol 2L

40s

=0.01mol?L^-1?s^-1，
故答案為：0.01mol?L^-1?s^-1；
（4）平衡時參加反應的B的物質(zhì)的量為2mol×20%=0.4mol，則：
            2A（g）+B（g）?3C （g）+D（s），
開始（mol）：2      2       0        0
變化（mol）：0.8    0.4      1.2      0.4 
平衡（mol）：1.2    1.6      1.2      0.4
故平衡時B的體積分數(shù)為

1.6mol

1.2mol+1.6mol+1.2mol

×100%=40%，故答案為：40%；
（5）可逆反應2A（g）+B（g）?3C （g）+D（s）的平衡常數(shù)k=

c3(C)

c2(A)c(B)

；
由（3）中計算可知，平衡時A、B、C的濃度分別為

1.2mol

2L

=0.6mol/L，

1.6mol

2L

=0.8mol/L，

1.2mol

2L

=0.6mol/L，所以平衡常數(shù)k=

c3(C)

c2(A)c(B)

=

0．63

0．62×0.8

=0.75，
故答案為：

c3(C)

c2(A)c(B)

；0.75；
（6）表示該反應達到平衡狀態(tài)是分析選項是否表達正逆反應速率相同，2A（g）+B（g）?3C （g）+D（s）；
A．消耗A的物質(zhì)的量與生成D的物質(zhì)的量之比為2：1，只能表示反應正向進行，故A不符合；
B．容器中A、B的物質(zhì)的量 n（A）：n（B）=2：1，不能表示正逆反應速率相同，故B不符合；
C．反應前后質(zhì)量分數(shù)變化，氣體物質(zhì)的量不變，氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化，說明反應正逆反應速率相同，故C符合；
D．反應時氣體體積不變的反應，壓強不再變化不能怎么反應達到平衡，故D不符合；
E．密度等于氣體質(zhì)量除以氣體體積，反應前后氣體體積不變，反應中生成的D是固體，氣體密度不再變化說明反應達到平衡，故E符合；
故答案為：CE．

點評：本題考查了化學平衡的計算應用，平衡標志的判斷，平衡常數(shù)的概念應用和計算，平衡三段式的計算分析理解，題目難度中等．