Question

5．一定溫度下，將3molA氣體和1molB氣體通過一密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：
3A（g）+B（g）?xC（g）．請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（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^-1．
①1min內(nèi)，B的平均反應(yīng)速率為0.2mol/（L．min）；x=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^-1 （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%；
（2）一定溫度下，可逆反應(yīng)2NO+O₂?2NO₂在體積固定的密閉容器中反應(yīng)，達(dá)到平衡狀態(tài)標(biāo)志是②④⑤⑥⑦⑧；
①單位時(shí)間內(nèi)生成n molO₂，同時(shí)生成2n mol NO
②單位時(shí)間內(nèi)生成2nmolNO₂，同時(shí)生成2n mol NO
③用NO、O₂、NO₂的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率的比為2：1：2
④混合氣體的總壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而改變   ⑤混合氣體的顏色不再改變
⑥混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變    ⑦O₂的物質(zhì)的量濃度不變
⑧一個(gè)O=O鍵斷裂的同時(shí)，有兩個(gè)NO分子形成
⑨一個(gè)O=O鍵斷裂的同時(shí)，有兩個(gè)NO₂分子形成．

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根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（B），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；
（2）可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，同種物質(zhì)的正逆速率相等，各組分的濃度、含量保持不變，由此衍生的其它一些量不變，判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不再變化說明到達(dá)平衡．

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
①v（B）=$\frac{\frac{0.4mol}{2L}}{1min}$=0.2mol/（L．min），0.4mol/L×2L=0.4x，則x=2，
故答案為：0.2mol/（L．min）；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%；
（2）①單位時(shí)間內(nèi)生成n molO₂，同時(shí)生成2n mol NO，均表示逆反應(yīng)速率，反應(yīng)始終按該比例關(guān)系進(jìn)行，不能說明到達(dá)平衡，故錯(cuò)誤；
②單位時(shí)間內(nèi)生成2nmolNO₂，同時(shí)生成2n mol NO，而生成2nmolNO₂需要消耗2n molNO，說明NO的生成速率與消耗速率相等，反應(yīng)到達(dá)平衡，故正確；
③用NO、O₂、NO₂的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，反應(yīng)始終按該比例關(guān)系進(jìn)行，不能說明到達(dá)平衡，故錯(cuò)誤；
④隨反應(yīng)進(jìn)行混合氣體物質(zhì)的量減小，恒溫恒容下壓強(qiáng)減小，混合氣體的總壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而改變，說明到達(dá)平衡，故正確；
⑤混合氣體的顏色不再改變，說明二氧化氮的濃度不變，反應(yīng)到達(dá)平衡，故正確；
⑥混合氣體總質(zhì)量不變，隨反應(yīng)進(jìn)行總物質(zhì)的量減小，則平衡摩爾質(zhì)量發(fā)生變化，當(dāng)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變時(shí)，反應(yīng)到達(dá)平衡，故正確；
⑦O₂的物質(zhì)的量濃度不變，說明反應(yīng)到達(dá)平衡，故正確；
⑧一個(gè)O=O鍵斷裂的同時(shí)，有兩個(gè)NO分子形成，而一個(gè)O=O鍵斷裂的同時(shí)有兩個(gè)NO分子消耗，NO的生成速率與消耗速率相等，反應(yīng)到達(dá)平衡，故正確；
⑨一個(gè)O=O鍵斷裂的同時(shí)，有兩個(gè)NO₂分子形成，均表示正反應(yīng)速率，反應(yīng)始終按該比例關(guān)系進(jìn)行，不能說明到達(dá)平衡，故錯(cuò)誤；
故選：②④⑤⑥⑦⑧．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算、反應(yīng)速率計(jì)算與影響因素、平衡狀態(tài)判斷，難度不大，（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，（2）中注意判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不再變化說明到達(dá)平衡．