Question

17．在一定條件下，將2molA和2molB混合于容積為2L的密閉容器中，發生如下反應：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g）．2min末反應達到平衡狀態時，生成0.8molD，同時測得C的濃度為0.4mol/L．請填寫下列空白：
（1）x=2；用D的濃度變化表示的化學反應速率為0.2mol/（L．min）．
（2）A的平衡濃度為0.4mol/L，B的轉化率為20%．
（3）如果增大體系的壓強，則平衡體系中C的體積分數將不變（填“增大”“減小”或“不變”）．
（4）如果上述反應在相同條件下從逆反應開始進行，起始時加入C和D各$\frac{4}{3}$mol，要使平衡時各物質的體積分數與原平衡時完全相同，則還應加入B物質$\frac{4}{3}$mol．

Answer 1

分析 （1）平衡時C的濃度為0.4mol/L，則n（C）=0.4mol/L×2L=0.8mol，利用物質的量之比等于化學計量數之比計算x，根據v=$\frac{△c}{△t}$計算v（D）；
（2）由方程式可知△c（A）=$\frac{3}{2}$△c（D），A的平衡濃度=A的起始濃度-A的濃度變化量；
由方程式計算消耗B的物質的量，B的轉化率=$\frac{反應的B的物質的量}{B的起始物質的量}$×100%；
（3）生成C的物質的量為0.4mol/L×2L=0.8mol，生成的D也是0.8mol，則n：2=0.0：0.8，故n=2，反應前后氣體的物質的量不變，增大壓強，平衡不移動；
（4）要使平衡時各物質的體積分數與原平衡時完全相同，恒溫恒容下，反應前后氣體的物質的量不變，按化學計量數轉化到方程式左邊滿足n（A）：n（B）=1：1，由于A、B按3：1反應，故需要加入B．

解答 解：（1）平衡時C的濃度為0.4mol/L，則n（C）=0.4mol/L×2L=0.8mol，生成的D也是0.8mol，則n：2=0.0：0.8，故n=2，而v（D）=$\frac{\frac{0.8mol}{2L}}{2min}$=0.2mol/（L．min），
故答案為：2；0.2mol/（L．min）；
（2）由方程式可知△c（A）=$\frac{3}{2}$△c（D）=$\frac{3}{2}$×$\frac{0.8mol}{2L}$=0.6mol/L，A的平衡濃度=$\frac{2mol}{2L}$-0.6mol/L=0.4mol/L，由方程式計算消耗B的物質的量為0.8mol×$\frac{1}{2}$=0.4mol，B的轉化率=$\frac{0.4mol}{2mol}$×100%=205，
故答案為：0.4mol/L；20%；
（3）反應前后氣體的物質的量不變，增大壓強，平衡不移動，則平衡體系中C的體積分數將不變，故答案為：不變；
（4）要使平衡時各物質的體積分數與原平衡時完全相同，恒溫恒容下，反應前后氣體的物質的量不變，按化學計量數轉化到方程式左邊滿足n（A）：n（B）=1：1，由于A、B按3：1反應，故需要加入B，轉化到達A為$\frac{4}{3}$mol×$\frac{3}{2}$=2mol，到達B為$\frac{4}{3}$mol×$\frac{1}{2}$=$\frac{2}{3}$mol，故需要加入B為2mol-$\frac{2}{3}$mol=$\frac{4}{3}$mol，
故答案為：B；$\frac{4}{3}$．

點評 本題考查化學平衡計算、化學平衡影響元素等，（4）中關鍵是對等效平衡規律的理解，難度中等．