Question

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%．
（1）x=

3

；
（2）從反應開始到40s達平衡狀態，A的平均反應速率為

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

；
（3）平衡時容器中B的體積分數為

40%

；
（4）該溫度下此反應的平衡常數表達式為

c3(C)

c2(A)?c(B)

數值是

0.75

；
（5）下列各項能表示該反應達到平衡狀態是

CE

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
（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

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

△c

△t

計算v（A）．
（3）根據B的轉化率計算出參加反應的B的物質的量，利用三段式計算平衡時各組成的物質的量，進而計算平衡時總的物質的量，再利用體積分數等于計算B的體積分數．注意D是固體．
（4）平衡常數指生成物濃度的化學計量數次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積所得的比值；
計算出平衡時各組分的濃度，代入平衡常數表達式計算平衡常數．注意D是固體．
（5）可逆反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等（同種物質）或正逆反應速率之比等于系數之比（不同物質），平衡時各種物質的物質的量、濃度等不再發生變化，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，與平衡常數比較判斷平衡進行方向．
根據反應進行的方向判斷速率關系．

解答：解：（1）出A的物質的量變化量△n（A）=2mol-1.7mol=0.3mol，△n（C）=0.0225mol?L^-1?s^-1×10s×2L=0.45mol，根據物質的量變化量之比等于化學計量數之比，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，此時B的轉化率為20%，參加反應的B的物質的量為2mol×20%=0.4mol，由方程式可知，參加反應的A的物質的量為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)

；．
平衡常數指生成物濃度的化學計量數次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積所得的比值；
計算出平衡時各組分的濃度，代入平衡常數表達式計算平衡常數．
（5）A．反應自始至終A與D都按物質的量之比2：1進行，不能說明反應到達平衡，故A錯誤；
B．平衡時A、B的物質的量關系，與反應條件有關，即與物質的轉化率有關，平衡時容器中A、B的物質的量 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．氣體的總的物質的量不變，隨反應進行氣體的質量減小，氣體的平均相對分子質量減小，氣體的平均相對分子質量不再變化，說明反應到達平衡狀態，故C正確；
D．反應前后氣體的物質的量不變，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，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、化學平衡的有關計算、平衡常數計算與應用等，難度不大，注意三段式解題法的理解運用，全面掌握基礎知識．