Question

8．恒温时，将1.6molA和2molB气体投入固定容积为2L密闭容器中发生反应：2A（g）+B（g）?xC （g）+D（g），10s时，测得A的物质的量为1.3mol，C的反应速率为0.015mol•L^-1•s^-1；40s时反应恰好处于平衡状态，此时B的转化率为20%．请填写下列空白：
（1）x=2
（2）从反应开始到10s，B的平均反应速率为0.0075mol•L^-1•s^-1
（3）从反应开始到40s达平衡状态，A的平均反应速率为0.01mol•L^-1•s^-1
（4）平衡时容器中B的体积分数为44.4%
（5）该温度下此反应的平衡常数表达式为$\frac{{c}^{2}（c）×c（D）}{{c}^{2}（A）×c（B）}$数值是0.25
（6）下列各项能表示该反应达到平衡状态是E
A．消耗A的物质的量与生成D的物质的量之比为2：1
B．容器中A、B的物质的量 n（A）：n（B）=2：1    C．压强不再变化
D．气体的平均相对分子质量不再变化      E．容器中B的浓度不再变化．

Answer 1

分析 （1）计算△n（A），根据△n（C）=υ（C）×△t×V计算反应C的物质的量，再利用物质的量变化量之比等于化学计量数之比计算x的值；
（2）利用速率之比等于化学计量数之比计算v（B）
（3）恒温时，将1.6molA和2molB气体投入固定容积为2L密闭容器中，40s时反应恰好处于平衡状态，此时B的转化率为20%，转化的B为2mol×20%=0.4mol，则：
           2A（g）+B（g）?xC （g）+D（g）
起始量（mol）：1.6    2      0       0
变化量（mol）：0.8    0.4    0.4x    0.4
平衡量（mol）：0.8    1.6    0.4x    0.4
再根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（A）；
（4）B的体积分数=$\frac{B的物质的量}{混合气体总物质的量}$×100%；
（5）再根据K=$\frac{{c}^{x}（C）×c（D）}{{c}^{2}（A）×c（B）}$计算平衡常数；
（6）可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等，各组分的浓度、含量保持不变，由此衍生的其它一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不再变化说明到达平衡．

解答 解：（1）10s时△n（A）=1.6mol-1.3mol=0.3mol，△n（C）=0.015mol•L^-1•s^-1×10s×2L=0.3mol，则0.3mol：0.3mol=2：x，解得x=2，
故答案为：2；
（2）速率之比等于化学计量数之比，则从反应开始到10s内v（B）=$\frac{1}{2}$v（C）=0.007mol•L^-1•s^-1，
故答案为：0.007mol•L^-1•s^-1；
（3）恒温时，将1.6molA和2molB气体投入固定容积为2L密闭容器中，40s时反应恰好处于平衡状态，此时B的转化率为20%，转化的B为2mol×20%=0.4mol，则：
             2A（g）+B（g）?2C （g）+D（g）
起始量（mol）：1.6    2      0       0
变化量（mol）：0.8    0.4    0.8    0.4
平衡量（mol）：0.8    1.6    0.8   0.4
故从反应开始到40s达平衡状态，v（A）=$\frac{\frac{0.8mol}{2L}}{40s}$=0.01mol•L^-1•s^-1，
故答案为：0.01mol•L^-1•s^-1；
（4）平衡时B的体积分数=$\frac{1.6mol}{3.6mol}$×100%=44.4%，
故答案为：44.4%；
（5）反应气体气体物质的量不变，可以用物质的量代替浓度计算平衡常数，故K=$\frac{{c}^{2}（c）×c（D）}{{c}^{2}（A）×c（B）}$=$\frac{0．{8}^{2}×0.4}{0．{8}^{2}×1.6}$=0.25，
故答案为：$\frac{{c}^{2}（c）×c（D）}{{c}^{2}（A）×c（B）}$；0.25；
（6）A．消耗A的物质的量与生成D的物质的量之比为2：1，均表示正反应速率，反应始终按该比例关系进行，故A错误；
B．起始时A、B物质的量之比为1.6：2=4：5，且二者按2：1反应，平衡时A、B的物质的量之比小于4：5，故B错误；
C．混合气体物质的量不变，恒温恒容下，容器内压强始终不变，故C错误；
D．混合气体总质量不变，总物质的量不变，混合气体的平均相对分子质量始终不变，故D错误；
E．容器中B的浓度不再变化，说明反应到达平衡，故E正确，
故选：E．

点评 本题考查化学平衡计算、反应速率、平衡常数、化学平衡状态判断，注意判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不再变化说明到达平衡．