Question

16．一定溫度下，將3molA氣體和1molB氣體通過一密閉容器中，發生如下反應：3A（g）+B （g）═xC（g）．
請填寫下列空白：
（1）若容器體積固定為2L，反應1min時測得剩余1.8molA，C的濃度為0.4mol/L．
①x=2；
②若反應經2min達到平衡，平衡時C的濃度小于0.8mol/L（填“大于”、“等于”或“小于”）；
③平衡混合物中，C的體積分數為22%，則A的轉化率是36.1%；
④改變起始物質加入的量，欲使反應達到平衡時C的物質的量分數與原平衡相等，起始加入的三種物質的物質的量n（A）、n（B）、n（C）之間應滿足的關系式n（A）+1.5n（C）=3、n（B）+0.5n（C）=1．
（2）若維持容器壓強不變
①達到平衡時C的體積分數大于22%，（填“大于”、“等于”或“小于”）；
②改變起始物質加入的量，欲使反應達到平衡時C的物質的量是原平衡的2倍，則應加入6molA氣體和2molB氣體．

Answer 1

分析 （1）一定溫度下，將3molA氣體和1molB氣體通入一密閉容器中，若容器體積固定為 2L，反應1min時測得剩余1.8molA，C的濃度為0.4mol/L，則：
            3A（g）+B（g）?x C（g）
起始量（mol）：3     1       0
變化量（mol）：1.2   0.4     0.4x
1min時（mol）：1.8   0.6     0.4x
①結合C的濃度計算x；
②后1min內速率小于前1min內反應速率，故后1min內C的濃度變化量小于0.4mol/L；
③令平衡時轉化的B為ymol，表示出平衡時各組分的物質的量，再根據C的體積分數為22%列方程計算解答；
④改變起始物質加入的量，欲使反應達到平衡時C的物質的量分數與原平衡相等，恒溫恒容下，反應前后氣體體積不相等，按化學計量數轉化到左邊滿足n（A）=3mol、n（B）=1mol；
（2）①由（1）分析可知，隨反應進行混合氣體物質的量減小，恒溫恒容下平衡時壓強減小，若維持容器壓強不變，等效為在（1）中平衡基礎上增大壓強，平衡正向移動；
②改變起始物質加入的量，若轉化到方程式左邊滿足n（A）：n（B）=3：1，恒溫恒壓下與原平衡為等效平衡，欲使反應達到平衡時C的物質的量是原平衡的2倍，則開始投入的A、B分別為原平衡起始投入量的2倍．

解答 解：一定溫度下，將3molA氣體和1molB氣體通入一密閉容器中，若容器體積固定為 2L，反應1min時測得剩余1.8mol A，C的濃度為0.4mol/L，則：
             3A（g）+B（g）?x C（g）
起始量（mol）：3      1      0
變化量（mol）：1.2    0.4    0.4x
1min時（mol）：1.8    0.6    0.4x
①0.4mol/L×2L=0.4x，則x=2，故答案為：2；
②后1min內速率小于前1min內反應速率，故后1min內C的濃度變化量小于0.4mol/L，故2min達到平衡，平衡時C的濃度小于0.8mol/L，故答案為：小于；
③令平衡時轉化的B為ymol，則：
             3A（g）+B（g）?2 C（g）
起始量（mol）：3      1       0
變化量（mol）：3y     y       2y
2min時（mol）：3-3y   1-y     2y
所以$\frac{2y}{4-2y}$=22%，解得y=$\frac{22}{61}$，故A的轉化率為$\frac{3×\frac{22}{61}mol}{3mol}$×100%≈36.1%，
故答案為：36.1%；
④改變起始物質加入的量，欲使反應達到平衡時C的物質的量分數與原平衡相等，恒溫恒容下，反應前后氣體體積不相等，按化學計量數轉化到左邊滿足n（A）=3mol、n（B）=1mol，則：n（A）+1.5n（C）=3、n（B）+0.5n（C）=1，
故答案為：n（A）+1.5n（C）=3、n（B）+0.5n（C）=1；
（2）①由（1）分析可知，隨反應進行混合氣體物質的量減小，恒溫恒容下平衡時壓強減小，若維持容器壓強不變，等效為在（1）中平衡基礎上增大壓強，平衡正向移動，達到平衡時C的體積分數大于22%，
故答案為：大于；
②改變起始物質加入的量，若轉化到方程式左邊滿足n（A）：n（B）=3：1，恒溫恒壓下與原平衡為等效平衡，欲使反應達到平衡時C的物質的量是原平衡的2倍，則開始投入的A、B分別為原平衡起始投入量的2倍，則應加入6molA氣體和2molB氣體，
故答案為：6；2．

點評 本題考查化學平衡計算與影響因素、等效平衡等，難度中等，（1）中②注意根據反應速率分析前、后1min內C的濃度變化量，理解等效平衡規律：1、恒溫恒容，反應前后氣體體積不等，按化學計量數轉化到一邊，對應物質滿足等量；反應前后氣體體積相等，按化學計量數轉化到一邊，對應物質滿足等比，2：恒溫恒壓，按化學計量數轉化到一邊，對應物質滿足等比．