Question

13．恒溫恒容下，將2mol氣體A和2mol氣體B通入體積為2L的密閉容器中，發生如下反應：2A（g）+B（g）?xC（g）+2D（s），2min后反應達到平衡狀態，此時剩余1.2molB，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）^-1．
（2）x=3．
（3）A的轉化率與B的轉化率之比為2：1．
（4）下列各項可作為該反應達到平衡狀態的標志是BC（填字母）．
A．壓強不再變化  B．氣體密度不再變化
C．氣體平均相對分子質量不再變化          D．A的消耗速率與B的消耗速率之比為2：1．

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）2min時反應達到平衡狀態，此時剩余1.2mol B，計算B的反應速率，反應速率之比等于化學計量數之比；
（3）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A的轉化率與B的轉化率之比；
（4）可逆反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各組分的濃度、百分含量不再變化，據此進行判斷．

解答 解：（1）2min達到平衡，C的濃度為1.2mol/L，由生成C的平均反應速率為v=$\frac{1.2mol/L}{2min}$=0.6mol•（L•min）^-1，故答案為：0.6mol•（L•min）^-1；
（2）2min時反應達到平衡狀態，此時剩余1.2mol B，則B的反應速率為：v（B）=$\frac{\frac{0.8mol}{2L}}{2min}$=0.2mol•（L•min）^-1，由反應速率之比等于化學計量數之比可知，則v（B）：v（C）=0.2mol•（L•min）^-1：0.6mol•（L•min）^-1=1：x，解得x=3，
故答案為：3；
（3）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=$\frac{1.6}{2}$：$\frac{0.8}{2}$=2：1，
故答案為：2：1；
（4）2A（g）+B（g）?3C（g）+2D（s），反應前后氣體體積不變
A．反應前后氣體體積不變，反應過程中和平衡狀態下壓強始終不變化，則壓強不變無法判斷反應達到平衡狀態，故A錯誤；              
B．反應前后氣體質量分數變化，容器容積不變，則密度為變量，當氣體密度不再變化，說明反應達到平衡狀態，故B正確；
C．反應前后氣體質量變化，氣體物質的量不變，則氣體的平均相對分子質量為變量，當氣體的平均分子量不再變化什么反應達到平衡狀態，故C正確；        
D．反應速率之比等于化學方程式系數之比，A和B的消耗速率之比始終為2：1，表示的都是正反應，無法判斷正逆反應速率是否相等，故D錯誤；
故答案為：BC．

點評 本題考查了化學平衡的計算，題目難度不大，涉及化學反應速率的計算、化學平衡狀態判斷及轉化率的計算等知識，明確化學平衡及其影響為解答關鍵，試題培養了學生的分析能力及化學計算能力．