Question

13．在一定溫度下，將2.4molA和1.2molB兩種氣體相混合后于容積為2L的某密閉容器中，發生如下反應A（g）+B（g）?x C（g）+D（g）△H＜0，2min末反應達到平衡狀態，生成了0.8molD，并測得C的濃度為0.4mol/L，請填寫下列空白：
（1）x值等于1  2min內v（B）=0.2mol/（L．min）．
（2）A的轉化率為33.3%．
（3）該反應達到平衡時，再向容器中加入1.2molA和0.6molB，再次達到平衡后，A的轉化率不變（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（4）該反應的平衡常數的表達式k=$\frac{c（C）×c（D）}{c（A）×c（B）}$，450℃時平衡常數大于500℃時平衡常數（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（5）相同溫度下，若起始時向該容器中充入0.4mol A、0.4mol B、0.2molC和0.2molD，反應達到平衡前，反應速率v_正＞v_逆（填“＞”或“＜”），達到平衡時D的濃度為0.15mol/L．

Answer 1

分析 在一定溫度下，將2.4molA和1.2molB兩種氣體相混合后于容積為2L的某密閉容器中，2min末反應達到平衡狀態，生成了0.8molD，并測得C的濃度為0.4mol/L，生成C為0.4mol/L×2=0.8mol，則：
             A（g）+B（g）?xC（g）+D（g）
起始量（mol）：2.4    1.2    0      0
變化量（mol）：0.8    0.8    0.8    0.8
平衡量（mol）：1.6    0.4    0.8    0.8
（1）物質的量之比等于化學計量數之比，則x=1，根據v=$\frac{△c}{△t}$計算v（B）；
（2）A的轉化率=$\frac{物質的量變化量}{起始物質的量}$×100%；
（3）該反應達到平衡時，再向容器中加入1.2molA和0.6molB，等效為在原平衡基礎上增大壓強，反應前后氣體的體積不變，增大反應體系的壓強，平衡不移動；
（4）化學平衡常數是指：一定溫度下，可逆反應到達平衡時，生成物的濃度系數次冪之積與反應物的濃度系數次冪之積的比，固體、純液體不需要在化學平衡常數中寫出；
正反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，平衡常數減小；
（4）反應前后氣體的體積不變，增大反應體系的壓強，平衡不移動；
（5）反應前后氣體物質的量不變，用物質的量代替濃度代入K=$\frac{c（C）×c（D）}{c（A）×c（B）}$計算平衡常數，計算此時濃度商Qc，若Qc=K，處于平衡狀態，若Qc＜K，反應向正反應進行，若Qc＞K，反應向逆反應進行；
結合平衡常數計算平衡時D的濃度．

解答 解：在一定溫度下，將2.4molA和1.2molB兩種氣體相混合后于容積為2L的某密閉容器中，2min末反應達到平衡狀態，生成了0.8molD，并測得C的濃度為0.4mol/L，生成C為0.4mol/L×2=0.8mol，則：
             A（g）+B（g）?xC（g）+D（g）
起始量（mol）：2.4   1.2     0     0
變化量（mol）：0.8   0.8     0.8   0.8
平衡量（mol）：1.6   0.4     0.8   0.8
（1）物質的量之比等于化學計量數之比，所以0.8mol：0.8mol=x：1，解得x=1，
v（B）=$\frac{\frac{0.8mol}{2L}}{2min}$=0.2mol/（L．min），
故答案為：1；0.2mol/（L．min）；
（2）A的轉化率=$\frac{0.8mol}{2.4mol}$×100%=33.3%，
故答案為：33.3%；
（3）該反應達到平衡時，再向容器中加入1.2molA和0.6molB，等效為在原平衡基礎上增大壓強，反應前后氣體的體積不變，增大反應體系的壓強，平衡不移動，A的轉化率不變，
故答案為：不變；
（4）A（g）+B（g）?xC（g）+D（g）的化學平衡常數表達式K=$\frac{c（C）×c（D）}{c（A）×c（B）}$，
正反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，平衡常數減小，450℃時平衡常數大于500℃時平衡常數，
故答案為：$\frac{c（C）×c（D）}{c（A）×c（B）}$；大于；
（5）反應前后氣體物質的量不變，用物質的量代替濃度計算平衡常數，則K=$\frac{c（C）×c（D）}{c（A）×c（B）}$=$\frac{0.8×0.8}{1.6×0.4}$=1，算此時濃度商Qc=$\frac{0.2×0.2}{0.4×0.4}$=0.25＜K=1，反應向正反應進行，則v_正＞v_逆，
設平衡時轉化的A為ymol，則：
             A（g）+B（g）?C（g）+D（g）
起始量（mol）：0.4   0.4     0.2   0.2
變化量（mol）：y      y       y     y
平衡量（mol）：0.4-y  0.4-y  0.2+y  0.2+y
所以$\frac{（0.2+y）×（0.2+y）}{（0.4-y）×（0.4-y）}$=1，解得y=0.1
故平衡時D的濃度為$\frac{0.3mol}{2L}$=0.15mol/L，
故答案為：＞；0.15mol/L．

點評 本題考查化學平衡計算與影響因素、平衡常數計算及應用等，注意理解掌握根據平衡常數與濃度商判斷反應進行方向．