Question

16．一定溫度下，將3molA氣體和1molB氣體通過(guò)一密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A（g）+B （g）═xC（g）．
請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白：
（1）若容器體積固定為2L，反應(yīng)1min時(shí)測(cè)得剩余1.8molA，C的濃度為0.4mol/L．
①x=2；
②若反應(yīng)經(jīng)2min達(dá)到平衡，平衡時(shí)C的濃度小于0.8mol/L（填“大于”、“等于”或“小于”）；
③平衡混合物中，C的體積分?jǐn)?shù)為22%，則A的轉(zhuǎn)化率是36.1%；
④改變起始物質(zhì)加入的量，欲使反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與原平衡相等，起始加入的三種物質(zhì)的物質(zhì)的量n（A）、n（B）、n（C）之間應(yīng)滿(mǎn)足的關(guān)系式n（A）+1.5n（C）=3、n（B）+0.5n（C）=1．
（2）若維持容器壓強(qiáng)不變
①達(dá)到平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)大于22%，（填“大于”、“等于”或“小于”）；
②改變起始物質(zhì)加入的量，欲使反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)C的物質(zhì)的量是原平衡的2倍，則應(yīng)加入6molA氣體和2molB氣體．

Answer 1

分析 （1）一定溫度下，將3molA氣體和1molB氣體通入一密閉容器中，若容器體積固定為 2L，反應(yīng)1min時(shí)測(cè)得剩余1.8molA，C的濃度為0.4mol/L，則：
            3A（g）+B（g）?x C（g）
起始量（mol）：3     1       0
變化量（mol）：1.2   0.4     0.4x
1min時(shí)（mol）：1.8   0.6     0.4x
①結(jié)合C的濃度計(jì)算x；
②后1min內(nèi)速率小于前1min內(nèi)反應(yīng)速率，故后1min內(nèi)C的濃度變化量小于0.4mol/L；
③令平衡時(shí)轉(zhuǎn)化的B為ymol，表示出平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量，再根據(jù)C的體積分?jǐn)?shù)為22%列方程計(jì)算解答；
④改變起始物質(zhì)加入的量，欲使反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與原平衡相等，恒溫恒容下，反應(yīng)前后氣體體積不相等，按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊滿(mǎn)足n（A）=3mol、n（B）=1mol；
（2）①由（1）分析可知，隨反應(yīng)進(jìn)行混合氣體物質(zhì)的量減小，恒溫恒容下平衡時(shí)壓強(qiáng)減小，若維持容器壓強(qiáng)不變，等效為在（1）中平衡基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)；
②改變起始物質(zhì)加入的量，若轉(zhuǎn)化到方程式左邊滿(mǎn)足n（A）：n（B）=3：1，恒溫恒壓下與原平衡為等效平衡，欲使反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)C的物質(zhì)的量是原平衡的2倍，則開(kāi)始投入的A、B分別為原平衡起始投入量的2倍．

解答 解：一定溫度下，將3molA氣體和1molB氣體通入一密閉容器中，若容器體積固定為 2L，反應(yīng)1min時(shí)測(cè)得剩余1.8mol A，C的濃度為0.4mol/L，則：
             3A（g）+B（g）?x C（g）
起始量（mol）：3      1      0
變化量（mol）：1.2    0.4    0.4x
1min時(shí)（mol）：1.8    0.6    0.4x
①0.4mol/L×2L=0.4x，則x=2，故答案為：2；
②后1min內(nèi)速率小于前1min內(nèi)反應(yīng)速率，故后1min內(nèi)C的濃度變化量小于0.4mol/L，故2min達(dá)到平衡，平衡時(shí)C的濃度小于0.8mol/L，故答案為：小于；
③令平衡時(shí)轉(zhuǎn)化的B為ymol，則：
             3A（g）+B（g）?2 C（g）
起始量（mol）：3      1       0
變化量（mol）：3y     y       2y
2min時(shí)（mol）：3-3y   1-y     2y
所以$\frac{2y}{4-2y}$=22%，解得y=$\frac{22}{61}$，故A的轉(zhuǎn)化率為$\frac{3×\frac{22}{61}mol}{3mol}$×100%≈36.1%，
故答案為：36.1%；
④改變起始物質(zhì)加入的量，欲使反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與原平衡相等，恒溫恒容下，反應(yīng)前后氣體體積不相等，按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊滿(mǎn)足n（A）=3mol、n（B）=1mol，則：n（A）+1.5n（C）=3、n（B）+0.5n（C）=1，
故答案為：n（A）+1.5n（C）=3、n（B）+0.5n（C）=1；
（2）①由（1）分析可知，隨反應(yīng)進(jìn)行混合氣體物質(zhì)的量減小，恒溫恒容下平衡時(shí)壓強(qiáng)減小，若維持容器壓強(qiáng)不變，等效為在（1）中平衡基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，達(dá)到平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)大于22%，
故答案為：大于；
②改變起始物質(zhì)加入的量，若轉(zhuǎn)化到方程式左邊滿(mǎn)足n（A）：n（B）=3：1，恒溫恒壓下與原平衡為等效平衡，欲使反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)C的物質(zhì)的量是原平衡的2倍，則開(kāi)始投入的A、B分別為原平衡起始投入量的2倍，則應(yīng)加入6molA氣體和2molB氣體，
故答案為：6；2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算與影響因素、等效平衡等，難度中等，（1）中②注意根據(jù)反應(yīng)速率分析前、后1min內(nèi)C的濃度變化量，理解等效平衡規(guī)律：1、恒溫恒容，反應(yīng)前后氣體體積不等，按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到一邊，對(duì)應(yīng)物質(zhì)滿(mǎn)足等量；反應(yīng)前后氣體體積相等，按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到一邊，對(duì)應(yīng)物質(zhì)滿(mǎn)足等比，2：恒溫恒壓，按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到一邊，對(duì)應(yīng)物質(zhì)滿(mǎn)足等比．