Question

T℃時，有甲、乙兩個密閉容器，甲容器的體積為1L，乙容器的體積為2L，分別向甲、乙兩容器中加入6mol A和3mol B，發生反應如下：3A（g）+bB（g）?3C（g）+2D（g）△H＜0； 4min時甲容器內的反應恰好達到平衡，A的濃度為2.4mol/L，B的濃度為1.8mol/L； t min時乙容器內的反應達平衡，B的濃度為0.8mol/L．根據題給信息回答下列問題：
（1）甲容器中反應的平均速率v（B）=

 

，化學方程式中計量數b=

 

．
（2）乙容器中反應達到平衡時所需時間t

 

4min（填“大于”、“小于”或“等于”），原因是

 

．
（3）T℃時，在另一個體積與乙相同的丙容器中，為了達到平衡時B的濃度仍然為0.8mol/L，起始時，向丙容器中加入C、D的物質的量分別為3mol、2mol，則還需加入A、B的物質的量分別是

 

、

 

．
（4）若要使甲、乙容器中B的平衡濃度相等，可以采取的措施是

 

．
A．保持溫度不變，增大甲容器的體積至2L
B．保持容器體積不變，使甲容器升高溫度
C．保持容器壓強和溫度都不變，向甲中加入一定量的A氣體
D．保持容器壓強和溫度都不變，向甲中加入一定量的B氣體
（5）寫出平衡常數表達式K=

 

，并計算在T℃時的化學平衡常數K=

 

．

Answer 1

考點：反應速率的定量表示方法,化學平衡的影響因素,化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：（1）反應前，甲容器中A的濃度為6mol?L^-1，4min甲容器內的反應達到化學平衡后，A的濃度減少了3.6mol?L^-1，B的濃度減少了1.2mol?L^-1，根據反應速率的計算公式結合化學反應方程式中各物質的化學反應速率之比等于化學計量數之比，可求出v（B）=0.3mol?L^-1?min^-1，b=1；
（2）根據容器甲和容器乙的體積大小判斷反應物濃度大小，根據濃度越小，反應速率越慢判斷反應時間；
（3）恒溫恒容條件下，達到平衡時丙中B的濃度仍然為0.8mol/L，說明乙和丙為等效平衡，根據等效平衡的知識解答；
（4）根據勒夏特列原理，結合等效平衡規律進行判斷；
（5）根據平衡常數的表達式寫出反應3A（g）+B（g）?3C（g）+2D（g）的平衡常數；根據T℃達到平衡時各組分的濃度計算出T℃時的化學平衡常數K．

解答： 解：（1）甲容器的體積為1L，加入6mol A和3mol B，則A、B的濃度分別為：6mol/L、3mol/L，4min時甲容器內的反應恰好達到平衡，A的濃度為2.4mol/L、B的濃度為1.8mol/L，則A、B的濃度變化為：△c（A）=6mol/L-2.4mol/L=3.6mol/L，B的濃度變化為：△c（B）=3mol/L-1.8mol/L=1.2mol/L，此時間內平均速率v（B）=

1.2mol/L

4min

=0.3 mol?L^-1?min^-1；濃度變化與化學計量數成正比，則3：b=△c（A）：△c（B）=3.6mol/L：1.2mol/L=3：1，則b=1，
故答案為：0.3 mol?L^-1?min^-1；1；
（2）甲容器的體積為1L，乙容器的體積為2L，乙容器的體積大于甲的，濃度小則反應速率小，到達平衡的時間長，所以乙容器中反應達到平衡時所需時間大于4min，
故答案為：大于； 乙容器的體積大于甲容器的體積，反應物濃度減小，反應速率減慢，達到平衡所需要的時間就要長； 
（3）根據等效平衡規律，在恒溫恒容下，轉化為同一反應方向的物質的物質的量和原來對應相等即可，3molC、2molD完全轉化后生成3molA和1molB，還需3molA和2molB才能與乙為等效平衡，
故答案為：3 mol；2 mol；
（4）由于該反應是體積增大的可逆反應，由于甲的容器體積小，則壓強大，平衡向著逆向移動，甲中反應物的轉化率小于乙，且達到平衡時甲中各組分濃度都大于乙的，
A．保持溫度不變，增大甲容器的體積至2L，則此時甲和乙為等效平衡，甲、乙容器中B的平衡濃度相等，故A正確；
B．保持容器體積不變，使甲容器升高溫度，該反應為放熱反應，平衡向著逆向移動，甲中B濃度增大，則無法滿足甲、乙容器中B的平衡濃度相等，故B錯誤；
C．保持容器壓強和溫度都不變，向甲中加入一定量的A氣體，由于反應物A的濃度增大，則平衡向著正向移動，甲中B的濃度減小，可能實現甲、乙容器中B的平衡濃度相等，故C正確；
D．保持容器壓強和溫度都不變，向甲中加入一定量的B氣體，達到平衡時甲中B的濃度更大，無法滿足甲、乙容器中B的平衡濃度相等，故D錯誤；
故答案為：AC；
（5）反應3A（g）+bB（g）?3C（g）+2D（g）的平衡常數為：K=

c3(C)?c2(D)

c3(A)?c(B)

；
 T℃時甲容器中    3A（g）+B（g）?3C（g）+2D（g）
反應前（mol/L）   6       3        0       0
濃度變化（mol/L） 3.6     1.2     3.6     2.4
平衡時（mol/L）   2.4     1.8     3.6     2.4
在T℃時的化學平衡常數K=

c3(C)?c2(D)

c3(A)?c(B)

=

3．63×2．42

2．43×1.8

=10.8，
故答案為：

c3(C)?c2(D)

c3(A)?c(B)

；10.8．

點評：本題考查了化學平衡常數的計算、化學平衡的影響因素、化學反應速率的計算等知識，題目難度中等，注意掌握化學平衡常數的影響因素及計算方法，明確化學反應速率與化學計量數的關系，試題培養了學生的分析、理解能力及化學計算能力．