Question

3．恒溫時(shí)，將2molA和2molB氣體投入固定容積為2L密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：
2A（g）+B（g）?xC （g）+D（s）  C500解質(zhì)．，10s時(shí)，測(cè)得A的物質(zhì)的量為1.7mol，C的反應(yīng)速率為0.0225mol•L^-1•s^-1；40s時(shí)反應(yīng)恰好處于平衡狀態(tài)，此時(shí)B的轉(zhuǎn)化率為20%．
（1）x=3
（2）從反應(yīng)開(kāi)始到40s達(dá)平衡狀態(tài)，A的平均反應(yīng)速率為0.01mol•L^-1•s^-1
（3）平衡時(shí)容器中B的體積分?jǐn)?shù)為40%
（4）該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)值為0.75
（5）下列各項(xiàng)能表示該反應(yīng)達(dá)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(duì)分子質(zhì)量不再變化
D．壓強(qiáng)不再變化　　　　E．氣體密度不再變化
（6）在相同溫度下，若起始時(shí)c（A）=5mol•L^-1，c（B）=6mol•L^-1，反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后，測(cè)得A的濃度為3mol•L^-1，則此時(shí)該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)否（填“是”與“否”），此時(shí)v_（正）大于v_（逆）（填“大于”“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析 利用三段式分析：
      2A（g）+B（g）?xC （g）+D（s），
開(kāi)始  2      2          0      
轉(zhuǎn)化 0.8     0.4      0.4x
平衡 1.2     1.6      0.4x
（1）計(jì)算出A的物質(zhì)的量變化量△n（A），利用c的速率計(jì)算△n（C），根據(jù)物質(zhì)的量變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算x的值；
（2）根據(jù)B計(jì)算出平衡時(shí)參加反應(yīng)的A的物質(zhì)的量，計(jì)算出A的濃度變化量，利用利用v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（A）；
（3）根據(jù)B的轉(zhuǎn)化率計(jì)算出參加反應(yīng)的B的物質(zhì)的量，利用三段式計(jì)算平衡時(shí)各組成的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算平衡時(shí)總的物質(zhì)的量，再利用體積分?jǐn)?shù)等于計(jì)算B的體積分?jǐn)?shù)．注意D是固體；
（4）平衡常數(shù)指生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值；計(jì)算出平衡時(shí)各組分的濃度，代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算平衡常數(shù)．注意D是固體；
（5）表示該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)是正逆反應(yīng)速率相同，各成分的含量保持不變，據(jù)此判斷；
（6）計(jì)算出測(cè)得A的濃度為3mol•L^-1時(shí)，各組分的濃度，計(jì)算濃度商Qc，與平衡常數(shù)比較判斷平衡進(jìn)行方向，根據(jù)反應(yīng)進(jìn)行的方向判斷速率關(guān)系．

解答 解：（1）出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(xué)計(jì)量數(shù)之比，則0.3mol：0.45mol=2：x，解得x=3，
故答案為：3；
（2）40s時(shí)反應(yīng)恰好處于平衡狀態(tài)，此時(shí)B的轉(zhuǎn)化率為20%，參加反應(yīng)的B的物質(zhì)的量為2mol×20%=0.4mol，由方程式可知，參加反應(yīng)的A的物質(zhì)的量為2×0.4mol=0.8mol，故v（A）=$\frac{\frac{0.8mol}{2L}}{40s}$=0.01mol•L^-1•s^-1，
故答案為：0.01mol•L^-1•s^-1；
（3）平衡時(shí)參加反應(yīng)的B的物質(zhì)的量為2mol×20%=0.4mol，則：
            2A（g）+B（g）?3C （g）+D（s），
開(kāi)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(shí)B的體積分?jǐn)?shù)為$\frac{1.6mol}{1.2mol+1.6mol+1.2mol}$×100%=40%，
故答案為：40%；
（4）由（3）中計(jì)算可知，平衡時(shí)A、B、C、D的濃度分別為$\frac{1.2mol}{2L}$=0.6mol/L，$\frac{1.6mol}{2L}$=0.8mol/L，$\frac{1.2mol}{2L}$=0.6mol/L，所以平衡常數(shù)k=$\frac{{c}^{3}（C）}{c{\;}^{2}（A）．c（B）}$=0.75，
故答案為：0.75；
（5）表示該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)是分析選項(xiàng)是否表達(dá)正逆反應(yīng)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(yīng)正向進(jìn)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(yīng)速率相同，故B不符合；
C．反應(yīng)前后質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化，氣體物質(zhì)的量不變，氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化，說(shuō)明反應(yīng)正逆反應(yīng)速率相同，故C符合；
D．反應(yīng)時(shí)氣體體積不變的反應(yīng)，壓強(qiáng)不再變化不能怎么反應(yīng)達(dá)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(yīng)前后氣體體積不變，反應(yīng)中生成的D是固體，氣體密度不再變化說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，故E符合；
故答案為：CE；
（6）若起始時(shí)c（A）=5mol•L^-1，c（B）=6mol•L^-1，反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后，測(cè)得A的濃度為3mol•L^-1，則：
                         2A（g）+B（g）?3C （g）+D（s），
開(kāi)始（mol/L）：5           6       0        0
變化（mol/L）：5-3=2      1       3        1 
一段時(shí)間（mol/L）：3      5        3        1
所以濃度商Qc=$\frac{3{\;}^{3}}{3{\;}^{2}×5}$=0.6＜0.75，反應(yīng)未達(dá)平衡狀態(tài)，向正反應(yīng)進(jìn)行，故v_（正）＞v_（逆），
故答案為：否；大于．

點(diǎn)評(píng) 本題考查反應(yīng)速率的計(jì)算、化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算、平衡常數(shù)計(jì)算與應(yīng)用等，題目難度中等，注意三段式解題法的理解運(yùn)用，全面掌握基礎(chǔ)知識(shí)．