Question

5．向2L密閉容器中通入a mol氣體A和b mol氣體B，在一定條件下發(fā)生反應：mA（g）+nB（g）?pC（g）+qD（g）
已知：A為有色氣體；平均反應速率v_C=$\frac{1}{2}$v_A；反應2min時，A的濃度減少了原來的$\frac{1}{3}$，B的物質的量減少了$\frac{a}{2}$ mol，有a mol D生成．
回答下列問題：
（1）反應2min內，v_A=$\frac{a}{12}$mol/（L•min），v_B=$\frac{a}{8}$mol/（L•min）．
（2）化學方程式中，m=2，n=3，p=1，q=6．
（3）反應平衡時，D為2a mol，則B的平衡轉化率為$\frac{a}$．
（4）下列選項能說明該反應已經達到平衡狀態(tài)的有AEF
A．容器內的壓強不再變化
B．體系的密度不變
C．容器內氣體的質量不變
D．A，B，C，D的速率比恰好為其化學計量數之比
E．混合氣體的顏色不再改變
F．混合氣體的平均相對分子質量不再改變
G．v_B（正）=v_C（逆）．

Answer 1

分析 （1）反應2min 時，A的濃度減少了$\frac{1}{3}$，則△c（A）=$\frac{1}{3}$×$\frac{amol}{2L}$=$\frac{1}{6}$amol/L，再根據v=$\frac{△c}{△t}$計算用A、B表示的反應速率；
（2）根據濃度據轉化之比等于化學計量數之比；
（3）根據方程式計算消耗B的物質的量，B的轉化率=$\frac{B的轉化量}{B的初始量}$×100%計算．
（4）當反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不再改變，由此衍生的一些物理量也不變，以此進行判斷．

解答 解：（1）反應2min 時，A的濃度減少了$\frac{1}{3}$，則△c（A）=$\frac{1}{3}$×$\frac{amol}{2L}$=$\frac{1}{6}$amol/L，則v（A）=$\frac{\frac{1}{6}mol/L}{2min}$=$\frac{a}{12}$（L•min）；B的物質的量減少了$\frac{a}{2}$mol，則△c（B）=$\frac{\frac{a}{2}mol}{2L}$=$\frac{a}{4}$mol/L，v（B）=$\frac{\frac{a}{4}mol/L}{2min}$=$\frac{a}{8}$mol/（L•min）；
故答案為：$\frac{a}{12}$mol/（L•min）；$\frac{a}{8}$mol/（L•min）；
（2）根據（1），△c（A）=$\frac{1}{6}$amol/L，△c（B）=$\frac{a}{4}$mol/L，由題v_C=$\frac{1}{2}$v_A；則△c（C）=$\frac{1}{2}$△c（A）=$\frac{a}{12}$
mol/L，△c（C）=$\frac{amol}{2L}$=$\frac{a}{2}$mol/L，則m：n：p：q=$\frac{1}{6}$a：$\frac{1}{4}$a：$\frac{1}{12}$a：$\frac{1}{2}$a=2：3：1：6；
故答案為：m=2，n=3，p=1，q=6；
（3）反應達到平衡時，D為2amol，由方程式2A（g）+3B（g）=C（g）+6D（g）可知消耗的B為2amol×$\frac{3}{6}$=amol，故B的轉化率為$\frac{a}$；
故答案為：$\frac{a}$；
（4）A．反應是一個前后系數和變化的反應，當容器內的壓強保持不變，證明達到了平衡，故正確，
B．容器內的密度=$\frac{m}{V}$，質量守恒，V不變化，密度始終不變，所以當密度不變，不一定平衡，故錯誤；
C．容器內氣體的質量始終不變，不一定平衡，故錯誤；
D．A，B，C，D的速率比始終為其化學計量數之比，不一定平衡，故錯誤；
E．A為有色氣體，混合氣體的顏色不再改變，證明達到了平衡，故正確；
F．混合氣體的平均相對分子質量不再改變，混合氣體的平均相對分子質量M=$\frac{m}{n}$，質量守恒，n變化，所以當M不變，證明達到了平衡，故正確；    
G．化學反應速率之比等于系數之比，v_B（正）=v_C（逆）不能說明正逆反應速率相等，故錯誤；
故答案為：AEF．

點評 本題考查化學平衡的計算、反應速率計算，題目難度中等，根據反應速率關系以及物質的量的轉化關系判斷反應的化學方程式是解答該題的關鍵．