Question

16．恒溫恒容下，將2mol A氣體和2mol B氣體通入體積為2L的密閉容器中發生如下反應：2A（g）+B（g）?x（C（g）+2D（s）．2min時反應達到平衡狀態，此時剩余1.2mol B，并測得C的濃度為1.2mol/L．
（1）從開始反應至達到平衡狀態，生成C的平均反應速率為0.6mol/（L．min）．
（2）A的轉化率與B的轉化率之比為2：1．
（3）下列各項可作為該反應達到平衡狀態的標志的是③．
①壓強不再變化
②A的消耗速率與C的消耗速率之比為1：1
③氣體密度不再變化
④A的消耗速率與B的消耗速率之比為2：1
（4）若向原平衡混合物的容器中再充入2molA氣體和2molB氣體，在原溫度下達到新的平衡，此時B的物質的量是2.4mol．
（5）欲使反應達到平衡時C的物質的量分數與上述平衡相等，起始加入的A、B物質的量n（A）、n（B）之間應滿足的關系為n（A）=n（B）．

Answer 1

分析 （1）2min達到平衡，C的濃度為1.2mol/L，結合v=$\frac{△c}{△t}$計算；
（2）2A（g）+B（g）?xC（g）+2D（s），
開始   2          2                0       0
轉化 1.6       0.8
平衡 0.4       1.2
以此計算轉化率；
（3）利用平衡的特征“等、定”及由此衍生的物理量來判斷平衡；
（4）從等效平衡的角度分析；
（5）欲使反應達到平衡時C的物質的量分數與上述平衡相等，與原平衡為等效平衡，根據B、C的量可知x=3，反應前后氣體的化學計量數不變，起始加入的A、B物質的量n（A）：n（B）應與原平衡相等．

解答 解：（1）2min達到平衡，C的濃度為1.2mol/L，由v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{1.2mol/L}{2min}$=0.6mol/（L．min），故答案為：0.6mol/（L．min）；
（2）2A（g）+B（g）?xC（g）+2D（s），
開始  2        2                 0       0
轉化 1.6      0.8
平衡 0.4      1.2
則A、B的轉化率之比為$\frac{1.6}{2}$：0.4=2：1，故答案為：2：1；
（3）2A（g）+B（g）?3C（g）+2D（s），
①2min時反應達到平衡狀態，此時剩余1.2mol B，則B的反應速率為$\frac{\frac{0.8mol}{2L}}{2min}$=0.2mol/（L．min），由反應速率之比等于化學計量數之比可知，x=3，該反應中壓強始終不變，不能判斷平衡，故①錯誤；
②A的消耗速率與C的消耗速率之比為1：1，正逆反應速率不等，沒有達到平衡狀態，故②錯誤；
③因氣體的質量在變化，則氣體密度不再變化，達到平衡，故③正確；
④A的消耗速率與B的消耗速率之比為2：1，關系始終存在，不能判斷平衡，故④錯誤；
故答案為：③；
（4）因為該反應為氣體體積不變的反應，若向原平衡混合物的容器中再充入2mol A氣體和2mol B氣體，即相當于將原平衡體積壓縮為一半，而此時平衡不移動，由于加入A和B后起始的物質的量為原來的雙倍，所以平衡時B的物質的量為原來的雙倍，故B的物質的量為2.4mol，故答案為：2.4mol；
（5）欲使反應達到平衡時C的物質的量分數與上述平衡相等，與原平衡為等效平衡，由于x=3，反應前后氣體的化學計量數不變，起始加入的A、B物質的量n（A）：n（B）應與原平衡相等為1：1，即n（A）=n（B），
故答案為：n（A）=n（B）．

點評 本題考查化學平衡計算、反應速率計算、平衡狀態判斷、等效平衡等，為高考常見題型，側重考查學生的分析、計算能力，注意利用反應速率的關系確定x為解答的關鍵，注意理解等效平衡規律，難度中等．