Question

9．t℃時，將3molA和1molB氣體通入容積為2L的密閉容器中（容積不變），發(fā)生如下反應3A（g）+B（g）?xC（g），2min時反應到達平衡狀態(tài)（溫度不變），此時容器內(nèi)剩余了0.8molB，并測得C的濃度為0.4mol•L^-1．請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）從反應開始到平衡狀態(tài)，生成C的平均反應速率為0.2mol/（L．min）．
（2）x=4．
（3）若向原平衡混合物的容器中再充入amolC，在t℃時達到新的平衡，此時B的物質(zhì)的量為n（B）=0.8+0.2amol．
（4）保持溫度和體積不變，對原平衡混合物中三者的物質(zhì)的量作如下調(diào)整，可使平衡向右移動的是D（填字母）．
A．均減半       B．均加倍         C．均增加0.4mol       D．均減小0.4mol
（5）如果上述反應在相同溫度和容積的容器中進行，起始加入3molA和3molB，達到平衡時A的體積分數(shù)為a%．其它條件不變時，按下列配比作為起始物質(zhì)，平衡時A的體積分數(shù)大于a%的是ACD（填字母）．
A.2molC    B.1molA、3molB和4molC    C.1molB和4molC             D.6molA和2molB．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算平均反應速率；
（2）參加反應的B的物質(zhì)的量為（1-0.8）mol=0.2mol，則B的反應速率=$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{2min}$=0.05mol/L，同一可逆反應、同一時間段內(nèi)各物質(zhì)的反應速率之比等于其計量數(shù)之比，從而計算x值；
（3）因為由（2）得出x=4，則該反應為前后氣體不變的反應，所以再充入amolC與原平衡成比例等效，據(jù)此分析；
（4）如果濃度商小于平衡常數(shù)，則平衡向右反應方向移動；
（5）反應3A（g）+B（g）?4C（g）中，氣體體積在反應前后相同，在一定溫度下，在恒容密閉容器中得到平衡狀態(tài)，只要滿足物質(zhì)全部轉(zhuǎn)化為A、B，且滿足n（A）：n（B）=1：1，即可得到相同平衡狀態(tài)，若要平衡后A的體積分數(shù)大于a%，說明平衡向左移動，根據(jù)等效平衡，把物質(zhì)都換算成方程式一邊的物質(zhì)，滿足n（A）：n（B）＞1：1即可．

解答 解：（1）生成C的平均反應速率v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.4mol/L}{2min}$=0.2mol/（L．min），故答案為：0.2mol/（L．min）；
（2）參加反應的B的物質(zhì)的量為（1-0.8）mol=0.2mol，則B的反應速率=$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{2min}$=0.05mol/L，C的平均反應速率為0.2mol/（L．min），同一可逆反應、同一時間段內(nèi)各物質(zhì)的反應速率之比等于其計量數(shù)之比，B、C的計量數(shù)之比等于其反應速率之比=0.05mol/（L．min）：0.2mol/（L．min）=1：4，所以x=4，
故答案為：4；
（3）因為3molA和1molB氣體通入到達平衡狀態(tài)（溫度不變），此時容器內(nèi)剩余了0.8molB，即等效于將4molC通入，平衡時生成0.8molB，
又由（2）得出x=4，則該反應為前后氣體不變的反應，所以再充入amolC與將4molC通入成比例等效，則又會生成$\frac{0.8}{4}$amol=0.2amolB，
所以此時B的物質(zhì)的量為n（B）=0.8mol+0.2amol=（0.8+0.2a  ）mol；
故答案為：0.8+0.2a；
（4）第一次平衡時A的物質(zhì)的量濃度=$\frac{3-（1-0.8）×3}{2}$mol/L=1.2mol/L、B的物質(zhì)的量濃度=$\frac{0.8mol}{2L}$=0.4mol/L、C的物質(zhì)的量濃度=0.4mol/L，化學平衡常數(shù)K=$\frac{（0.4）{\;}^{4}}{（1.2）{\;}^{3}×0.4}$=$\frac{1}{27}$，如果濃度商小于平衡常數(shù)，則平衡向右反應方向移動，
A．均減半時，其濃度均是原來的一半，則濃度商=$\frac{（\frac{1}{2}）{\;}^{4}}{（\frac{1}{2}）{\;}^{3}×\frac{1}{2}}$=K，所以平衡不移動，故錯誤；
B．均加倍時，其濃度均是原來的二倍，則濃度商=$\frac{2{\;}^{4}}{2{\;}^{3}×2}$=K，所以平衡不移動，故錯誤；
C．均增加0.4mol，則濃度均增加0.2mol/L，其濃度商=$\frac{（0.4+0.2）{\;}^{4}}{（1.2+0.2）{\;}^{3}．（0.4+0.2）}$=（$\frac{3}{7}$）³＞$\frac{1}{27}$，平衡向左反應方向移動，故錯誤；
D．均減少0.4mol，則濃度均減少0.2mol/L，其濃度商=$\frac{（0.4-0.2）{\;}^{4}}{（1.2-0.2）{\;}^{3}．（0.4-0.2）}$=（$\frac{1}{5}$）³＜$\frac{1}{27}$，則平衡向右反應方向移動，故正確；
故選：D；
（5）反應3A（g）+B（g）?4C（g）中，氣體體積在反應前后相同，在一定溫度下，在恒容密閉容器中得到平衡狀態(tài)，只要滿足物質(zhì)全部轉(zhuǎn)化為A、B，且滿足n（A）：n（B）=1：1，即可得到相同平衡狀態(tài)，若要平衡后A的體積分數(shù)大于a%，說明平衡向左移動，根據(jù)等效平衡，把物質(zhì)都換算成方程式一邊的物質(zhì)，滿足n（A）：n（B）＞1：1即可，
A.2molC完全轉(zhuǎn)化為1.5molA、0.5molB，二者物質(zhì)的量之比為3：1＞1：1，故A正確；　　　　　　　
B．1molA、3molB和4molC完全轉(zhuǎn)化為A、B時，A的物質(zhì)的量為4molA、4molB，二者的物質(zhì)的量之比等于1：1，等效平衡，則A的體積分數(shù)為a%，故B錯誤；
C．1mol B和4molC，C完全轉(zhuǎn)化為A、B時，A的物質(zhì)的量是3mol、B的物質(zhì)的量為2mol，A、B的物質(zhì)的量之比1.5＞1，故C正確；　　
D．6molA和2molB，二者的物質(zhì)的量之比為3：1＞1，所以平衡時A的體積分數(shù)大于a%，故D正確；
故選：ACD．

點評 本題考查化學平衡計算，涉及平衡常數(shù)的計算、等效平衡、化學計量數(shù)的計算等知識點，會根據(jù)濃度商和化學平衡常數(shù)的相對大小判斷平衡移動方向，難點是等效平衡的計算，難點中等．