Question

【題目】恒溫時，將2molA和2molB氣體投入固定容積為2L密閉容器中發生反應：2A(g)＋B(g)xC(g)＋D(s)，10s時，測得A的物質的量為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，此時B的轉化率為20%。請填寫下列空白：

（1）x=____________

（2）從反應開始到10s，B的平均反應速率為____________

（3）從反應開始到40s達平衡狀態，A的平均反應速率為____________

（4）平衡時容器中B的體積分數為____________

（5）下列各項能表示該反應達到平衡狀態是____________

A．消耗A的物質的量與生成D的物質的量之比為2∶1

B．容器中A、B的物質的量n(A)∶n(B)=2∶1

C．氣體的平均相對分子質量不再變化

D．壓強不再變化

E．氣體密度不再變化

Answer 1

【答案】3 0.0075mol·L 1·s 1 0.01mol·L 1·s 1 40% CE

【解析】

⑴先計算A和C的改變量，再根據改變量之比等于計量系數之比建立關系。

⑵根據速率之比等于計量系數之比建立關系。

⑶計算B的改變量，根據改變量之比等于計量系數之比算A的改變量，再計算A的平均反應速率。

⑷根據⑶得到平衡時n(B)，由于反應是等體積反應，根據體積分數計算。

⑸A．消耗A，正向反應，生成D，正向反應，同一個方向，不能說明達到平衡；B．容器中物質的物質的量之比不能說明達到平衡；C．氣體的平均相對分子質量等于氣體質量除以氣體的物質的量，正向反應，氣體質量減少，氣體物質的量不變，氣體的平均相對分子質量減少，當氣體的平均相對分子質量不再變化說明達到平衡；D．反應是等體積反應，壓強始終不變，因此壓強不再變化不能說明達到平衡；E．氣體密度等于氣體質量除以容器體積，正向反應，氣體質量減少，容器體積不變，氣體密度減少，當氣體密度不再變化說明達到平衡。

⑴10s時，測得A的物質的量為1.7mol，Δn(A)=2mol1.7mol =0.3mol，C的反應速率為0.0225mol·L 1·s 1；Δn(C)=υ(C)Vt=0.0225mol·L 1·s 1×2L×10s=0.45mol，根據改變量之比等于計量系數之比，得到0.3mol ：0.45mol = 2：x，則x=3；故答案為：3。

⑵從反應開始到10s，根據速率之比等于計量系數之比，υ(C)：υ(B)=3:1=0.0225mol·L 1·s 1：υ(B)，解得υ(B)=0.0075 mol·L 1·s 1；故答案為：0.0075 mol·L 1·s 1。

⑶40s時反應恰好處于平衡狀態，此時B的轉化率為20%，Δn(B)= 2mol×20%=0.4mol，根據改變量之比等于計量系數之比，Δn(A)：Δn(B) =Δn(A)：0.4mol=2:1，Δn(A)= 0.8mol，從反應開始到40s達平衡狀態，A的平均反應速率為；故答案為：0.01mol·L 1·s 1。

⑷根據⑶得到平衡時n(B)=2mol0.4mol=1.6mol，由于反應是等體積反應，因此總氣體物質的量為4mol，因此平衡時容器中B的體積分數為；故答案為：40%。

⑸A．消耗A，正向反應，生成D，正向反應，同一個方向，不能說明達到平衡，故A不符合題意；B．容器中物質的物質的量之比不能說明達到平衡，故B不符合題意；C．氣體的平均相對分子質量等于氣體質量除以氣體的物質的量，正向反應，氣體質量減少，氣體物質的量不變，氣體的平均相對分子質量減少，當氣體的平均相對分子質量不再變化說明達到平衡，故C符合題意；D．反應是等體積反應，壓強始終不變，因此壓強不再變化不能說明達到平衡，故D不符合題意；E．氣體密度等于氣體質量除以容器體積，正向反應，氣體質量減少，容器體積不變，氣體密度減少，當氣體密度不再變化說明達到平衡，故E符合題意；綜上所述，答案為CE。