Question

恒溫恒容下2.5mol A氣體和2mol B氣體通入體積為2L的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：2A（g）+B（g）?xC（g）+2D（s）．2min時反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，此時剩余1.5mol B，并測得C的濃度為0.75mol?L^-1．從開始反應(yīng)至達到平衡狀態(tài)，體系與環(huán)境的熱交換為72kJ，且該反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如圖所示．
（1）從開始反應(yīng)至達到平衡狀態(tài)，用A表示的平均反應(yīng)速率為v（A）=

 

；
（2）x=

 

，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為

 

；
（3）該反應(yīng)的△H=

 

；
（4）下列各項可作為該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標志的是

 

（填選項代號）；
A．壓強不再變化                     B．氣體密度不再變化
C．v_逆（A）=2v_正（B）                   D．v_正（A）=v_正（D）
（5）若向原平衡混合物的容器中再充入2.5mol A氣體和2mol B氣體，在相同溫度下達到新的平衡時，A的物質(zhì)的量n（A）=

 

mol；
（6）欲使反應(yīng)達到平衡時C的物質(zhì)的量分數(shù)與原平衡相等，起始加入的A、B物質(zhì)的量n（A）、n（B）之間應(yīng)滿足的關(guān)系為

 

（起始不加入C和D物質(zhì)）．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡建立的過程,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,等效平衡

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)v=

△n V

△t

計算B反應(yīng)速率，再根據(jù)同一可逆反應(yīng)中，同一時間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比計算A的平均反應(yīng)速率；
（2）根據(jù)同一可逆反應(yīng)中，同一時間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比計算x值；根據(jù)各物質(zhì)的平衡濃度計算其平衡常數(shù)；
（3）升高溫度，化學(xué)平衡常數(shù)減小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，則該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)物和反應(yīng)熱之間的關(guān)系計算焓變；
（4）可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等且各物質(zhì)的含量不變；
（5）從等效平衡方面分析；
（6）恒溫恒容下，該反應(yīng)前后氣體的體積不變，按化學(xué)計量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊，滿足n（A）：n（B）=2.5：2即可．

解答： 解：（1）

.

v

(B)=

2mol-1.5mol 2L

2min

=0.125mol/（L．min），同一可逆反應(yīng)中，同一時間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比，則

.

v

(A)=2

.

v

(B)=0.125mol/（L．min）×2=0.25mol?L^-1?min^-1，
故答案為：0.25mol?L^-1?min^-1；
（2）C的平均反應(yīng)速率=

0.75mol/L

2min

=0.375mol/（L．min），同一可逆反應(yīng)中，同一時間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比，

.

v

(B)：

.

v

(C)=0.125mol/（L．min）：0.375mol?L^-1=1：3，B的計量數(shù)是1，則C的計量數(shù)是3；
平衡時，A的濃度=

2.5mol-2(2mol-1.5mol)

2L

=0.75mol/L，B的濃度=

1.5mol

2L

=0.75mol/L，
化學(xué)平衡常數(shù)K=

c3(C)

c2(A)．c(B)

=

(0.75)3

(0.75)2×0.75

=1，
故答案為：3； 1；
（3）升高溫度，化學(xué)平衡常數(shù)減小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，則該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，0.5mol的B參加反應(yīng)放出72kJ能量，則1molB參加反應(yīng)放出144kJ能量，所以△H=-144 kJ/mol，
故答案為：-144 kJ/mol；
（4）A．該反應(yīng)前后氣體計量數(shù)之和不變，則壓強始終不變，所以不能根據(jù)壓強判斷該反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)，故錯誤；
B．該反應(yīng)前后氣體計量數(shù)之和不變，但氣體的質(zhì)量改變，所以反應(yīng)前后氣體的密度改變，當氣體密度不變時，該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故正確；
C．當v_逆（A）=2v_正（B）時，A的正逆反應(yīng)速率相等，所以該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故正確；                   
D．D是固體，固體沒有濃度，所以不能據(jù)此判斷該反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)，故錯誤；
故選BC；     
（5）該反應(yīng)前后氣體計量數(shù)之和不變，則壓強對化學(xué)平衡無影響，若向原平衡混合物的容器中再充入2.5mol A氣體和2mol B氣體，再次達到平衡狀態(tài)時，溫度不變，則A的轉(zhuǎn)化率不變，則在原溫度下達新的平衡，
A的物質(zhì)的量是原來的2倍，第一次平衡時，剩余的物質(zhì)的量為1.5mol，則再次達到平衡狀態(tài)時，剩余A的物質(zhì)的量為3mol，故答案為：3；  
（6）恒溫恒容下，該反應(yīng)前后氣體的體積不變，按化學(xué)計量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊，滿足n（A）：n（B）=2.5：2=5：4即可，故答案為：

n(A)

n(B)

=

5

4

．

點評：本題考查了化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、化學(xué)反應(yīng)速率的計算、等效平衡等知識點，注意選取化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)時，只有反應(yīng)前后改變的物理量才能作為判斷依據(jù)，否則不能作為判斷依據(jù)，特別是反應(yīng)前后氣體體積不變的可逆反應(yīng)，為易錯點，難點是等效平衡的有關(guān)計算，理解等效平衡思想是解題關(guān)鍵，難度較大．