Question

1．在相同溫度下，向a，b兩密閉容器中均同時充入0.5molA和0.2molB的混合氣體，起始體積均為2L，a容器保持容積不變，b容器中的活塞可上下移動，保持壓強不變．發(fā)生反應(yīng)3A（氣）+B（氣）?2C（氣）+D（氣）；10min后a中達平衡，生成物D的濃度為0.05mol•L^-1，tmin后b中達平衡，生成物D的濃度為dmol•L^-1．試回答下列問題
（1）a容器中前10min平均反應(yīng)速率v（C）=0.01mol/（L•min）
（2）比較大�。篸＞0.05（填＞、＜、=、或無法比較；下同），t＜10；
（3）求平衡時a容器中B物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率及該溫度下反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算出a容器中前10min平均反應(yīng)速率v（D），然后利用化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)成正比計算出v（C）；
（2）a為恒溫恒容，b為恒溫恒壓，該反應(yīng)為氣體體積縮小的反應(yīng)，則反應(yīng)過程中b中壓強較大，結(jié)合壓強對化學(xué)平衡、化學(xué)反應(yīng)速率的影響判斷；
（3）先列出化學(xué)平衡三段式，然后結(jié)合轉(zhuǎn)化率及化學(xué)平衡常數(shù)的表達式K=$\frac{{c}^{2}（C）•c（D）}{{c}^{3}（A）•c（B）}$計算．

解答 解：（1）10min后a中達平衡，生成物D的濃度為0.05mol•L^-1，則該時間段內(nèi)用D表示的反應(yīng)速率為：v（D）=$\frac{0.05mol/L}{10min}$=0.005mol/（L•min），根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)成正比可知，v（C）=2v（D）=0.01mol/（L•min），
故答案為：0.01mol/（L•min）；
（2）相同溫度下，a為恒溫恒容，b為恒溫恒壓，而該反應(yīng)為氣體體積縮小的反應(yīng)，則反應(yīng)過程中a中壓強較小、b的壓強較大，則達到平衡時b與a相比，平衡向著正向移動，則d＞0.05mol•L^-1；壓強越大，反應(yīng)速率越快，則a中反應(yīng)速率小于b，所以b達到平衡所用時間t＜10min，
故答案為：＞；＜；
（3）3A（氣）+B（氣）?2C（氣）+D（氣），
反應(yīng)前（mol/L）0.25         0.1            0             0
轉(zhuǎn)化（mol/L）  0.15          0.05         0.1           0.05
平衡時（mol/L）0.1           0.05         0.1          0.05
平衡時a容器中B物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率為：$\frac{0.05mol/L}{0.1mol/L}$×100%=50%；
該溫度下反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為：K=$\frac{{c}^{2}（C）•c（D）}{{c}^{3}（A）•c（B）}$=$\frac{0．{1}^{2}×0.05}{0．{1}^{3}×0.05}$=10，
答：平衡時a容器中B的轉(zhuǎn)化率為50%，該溫度下的平衡常數(shù) K=10．

點評 本題考查了化學(xué)平衡的計算，題目難度中等，涉及化學(xué)平衡及其影響、化學(xué)反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率及化學(xué)平衡常數(shù)的計算，注意掌握三段式在化學(xué)平衡計算中的應(yīng)用方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)計算能力．