Question

20．一定溫度下，將3mol A氣體和1mol B氣體通人一密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A（g）+B（g）?xC（g）．請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）若容器體積固定為2L，反應(yīng)2min時測得剩余0.6mol B，C的濃度為0.4mol/L．
①x=2；
②4min后，C的濃度小于0.8mol/L （填“大于”、“等于”或“小于”）；
③已知平衡混合物中C的體積分數(shù)為25%，則A的轉(zhuǎn)化率為40%；
④改變起始物質(zhì)加入的量，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，起始加入的三種物質(zhì)的物質(zhì)的量分別為a、b、c，它們之間應(yīng)該滿足的關(guān)系式為n（A）+1.5n（C）=3、n（B）+0.5n（C）=1；
（2）若維持容器壓強不變，改變起始物質(zhì)加入的量，欲使反應(yīng)達到平衡時C的物質(zhì)的量是原平衡的2倍，則應(yīng)加入6mol A氣體和2mol B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)2min時測得剩余0.6mol B，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
2min時（mol）：1.8    0.6    0.4x
①結(jié)合C的濃度計算x；
②后2min內(nèi)速率小于前2min內(nèi)反應(yīng)速率，故后2min內(nèi)C的濃度變化量小于0.4mol/L；
③令平衡時轉(zhuǎn)化的B為ymol，表示出平衡時各組分的物質(zhì)的量，再根據(jù)C的體積分數(shù)為25%列方程計算解答；
④改變起始物質(zhì)加入的量，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，恒溫恒容下，反應(yīng)前后氣體體積不相等，按化學(xué)計量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊滿足n（A）=3mol、n（B）=1mol；
（2）若維持容器壓強不變，改變起始物質(zhì)加入的量，欲使反應(yīng)達到平衡時C的物質(zhì)的量是原平衡的2倍，與原平衡等效，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率相等，應(yīng)滿足A、B的物質(zhì)的量之比與初始配比數(shù)相等且為原來的2倍．

解答 解：（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時測得剩余0.6mol B，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（mol）：1.8    0.6    0.4x
①$\frac{0.4xmol}{2L}$=0.4mol/L，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達到平衡，平衡時C的濃度小于0.8mol/L，故答案為：小于；
③令平衡時轉(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（mol）：3-3y   1-y   2y
所以$\frac{2y}{4-2y}$=25%，解得y=0.4，故A的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.4mol×3}{3mol}$×100%=40%，
故答案為：40%；
④改變起始物質(zhì)加入的量，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，恒溫恒容下，反應(yīng)前后氣體體積不相等，按化學(xué)計量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊滿足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）若維持容器壓強不變，改變起始物質(zhì)加入的量，欲使反應(yīng)達到平衡時C的物質(zhì)的量是原平衡的2倍，與原平衡等效，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率相等，應(yīng)滿足A、B的物質(zhì)的量之比與初始配比數(shù)相等且為原來的2倍，則應(yīng)加入6molA、2molB，
故答案為：6；2．

點評 本題考查化學(xué)平衡的計算，題目難度中等，（1）中②注意根據(jù)反應(yīng)速率分析前、后2min內(nèi)C的濃度變化量
，易錯點為（2），關(guān)鍵是對等效平衡的理解．