Question

恒溫時，將2molA和2molB氣體投入固定容積為2L密閉容器中發(fā)生反應：2A（g）+B（g）?xC （g）+D（s），10s時，測得A的物質(zhì)的量為1.7mol，C的反應速率為0.0225mol?L^-1?s^-1；40s時反應恰好處于平衡狀態(tài)，此時B的轉(zhuǎn)化率為20%．
（1）x=

3

；
（2）從反應開始到40s達平衡狀態(tài)，A的平均反應速率為

0.01mol?L^-1?s^-1

；
（3）平衡時容器中B的體積分數(shù)為

40%

；
（4）該溫度下此反應的平衡常數(shù)表達式為

c3(C)

c2(A)?c(B)

數(shù)值是

0.75

；
（5）下列各項能表示該反應達到平衡狀態(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．氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化　　　D．壓強不再變化　　　　E．氣體密度不再變化
（6）在相同溫度下，若起始時c（A）=5mol?L^-1，c（B）=6mol?L^-1，反應進行一段時間后，測得A的濃度為3mol?L^-1，則此時該反應是否達到平衡狀態(tài)

否

（填“是”與“否”），此時v_（正）

大于

v_（逆）（填“大于”“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析：（1）計算出A的物質(zhì)的量變化量△n（A），利用c的速率計算△n（C），根據(jù)物質(zhì)的量變化量之比等于化學計量數(shù)之比計算x的值．
（2）根據(jù)B計算出平衡時參加反應的A的物質(zhì)的量，計算出A的濃度變化量，利用利用v=

△c

△t

計算v（A）．
（3）根據(jù)B的轉(zhuǎn)化率計算出參加反應的B的物質(zhì)的量，利用三段式計算平衡時各組成的物質(zhì)的量，進而計算平衡時總的物質(zhì)的量，再利用體積分數(shù)等于計算B的體積分數(shù)．注意D是固體．
（4）平衡常數(shù)指生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值；
計算出平衡時各組分的濃度，代入平衡常數(shù)表達式計算平衡常數(shù)．注意D是固體．
（5）可逆反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等（同種物質(zhì)）或正逆反應速率之比等于系數(shù)之比（不同物質(zhì)），平衡時各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理量不變，以此分析．
（6）計算出測得A的濃度為3mol?L^-1時，各組分的濃度，計算濃度商Qc，與平衡常數(shù)比較判斷平衡進行方向．
根據(jù)反應進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計量數(shù)之比，則0.3mol：0.45mol=2：x，解得x=3．
故答案為：3．
（2）40s時反應恰好處于平衡狀態(tài)，此時B的轉(zhuǎn)化率為20%，參加反應的B的物質(zhì)的量為2mol×20%=0.4mol，由方程式可知，參加反應的A的物質(zhì)的量為2×0.4mol=0.8mol，故v（A）=

0.8mol 2L

40s

=0.01mol?L^-1?s^-1．
故答案為：0.01mol?L^-1?s^-1．
（3）平衡時參加反應的B的物質(zhì)的量為2mol×20%=0.4mol，則：
            2A（g）+B（g）?3C （g）+D（s），
開始（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B的體積分數(shù)為

1.6mol

1.2mol+1.6mol+1.2mol

×100%=40%
故答案為：40%．
（4）可逆反應2A（g）+B（g）?3C （g）+D（s）的平衡常數(shù)k=

c3(C)

c2(A)?c(B)

；
由（3）中計算可知，平衡時A、B、C、D的濃度分別為

1.2mol

2L

=0.6mol/L，

1.6mol

2L

=0.8mol/L，

1.2mol

2L

=0.6mol/L，所以平衡常數(shù)k=

c3(C)

c2(A)?c(B)

=

0．63

0．62×0.8

=0.75．
故答案為：

c3(C)

c2(A)?c(B)

；．
平衡常數(shù)指生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值；
計算出平衡時各組分的濃度，代入平衡常數(shù)表達式計算平衡常數(shù)．
（5）A．反應自始至終A與D都按物質(zhì)的量之比2：1進行，不能說明反應到達平衡，故A錯誤；
B．平衡時A、B的物質(zhì)的量關(guān)系，與反應條件有關(guān)，即與物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率有關(guān)，平衡時容器中A、B的物質(zhì)的量 n（A）：n（B）可能是2：1，可能不是2：1，不能說明反應到達平衡，故B錯誤；
C．氣體的總的物質(zhì)的量不變，隨反應進行氣體的質(zhì)量減小，氣體的平均相對分子質(zhì)量減小，氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化，說明反應到達平衡狀態(tài)，故C正確；
D．反應前后氣體的物質(zhì)的量不變，壓強自始至終不變化，故D錯誤；
E．容器的容積不變，隨反應進行氣體的質(zhì)量減小，氣體密度減小，氣體密度不再變化，說明反應到達平衡，故E正確．
故選：CE．
（6）若起始時c（A）=5mol?L^-1，c（B）=6mol?L^-1，反應進行一段時間后，測得A的濃度為3mol?L^-1，則：
                    2A（g）+B（g）?3C （g）+D（s），
開始（mol/L）：5      6       0        0
變化（mol/L）：5-3=2      1       3        1 
一段時間（mol/L）：3      5        3        1
所以濃度商Qc=

33

32×5

=0.6＜0.75，反應未達平衡狀態(tài)，向正反應進行，故v_（正）＞v_（逆）．
故答案為：否；大于．

點評：考查反應速率的計算、化學平衡的有關(guān)計算、平衡常數(shù)計算與應用等，難度不大，注意三段式解題法的理解運用，全面掌握基礎(chǔ)知識．