Question

4．在一定温度下，将2molA和2molB两种气体相混合后于容积为2L的某密闭容器中，发生如下反应3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），2min末反应达到平衡状态，生成了0.8molD，并测得C的浓度为0.4mol/L，请填写下列空白：
（1）x值等于2；
（2）A的转化率为60%；平衡时C的体积分数为20%；
（3）该反应的化学平衡常数为0.5．若温度升高，K变大，则该反应为吸热反应．（填“吸热”或“放热”）；
（4）如果增大反应体系的压强，则平衡体系中C的质量分数不变；（填“增大”或“减小”或“不变”）
（5）若温度不变，平衡时向该容器中再充入1molA和1molD两种气体，则平衡向正反应方向移动．（填“正”或“逆”）

Answer 1

分析 在一定温度下，将2molA和2molB两种气体相混合后于容积为2L的某密闭容器中，2min末反应达到平衡状态，生成了0.8molD，并测得C的浓度为0.4mol/L，生成C为0.4mol/L×2=0.8mol，则：
           3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g）
起始量（mol）：2      2       0       0
变化量（mol）：1.2    0.4     0.8     0.8
平衡量（mol）：0.8    1.6     0.8     0.8
（1）物质的量之比等于化学计量数之比，则x=2；
（2）A的转化率=$\frac{转化的A的物质的量}{A的起始物质的量}$×100%；C的体积分数=$\frac{C的物质的量}{混合气体总物质的量}$；
（3）反应前后气体物质的量不变，用物质的量代替浓度代入K=$\frac{{c}^{2}（C）×{c}^{2}（D）}{{c}^{3}（A）×c（B）}$计算平衡常数；
若温度升高，K变大，说明升高温度平衡正向移动，升高温度平衡向吸热反应方向移动；
（4）反应前后气体的体积不变，增大反应体系的压强，平衡不移动；
（5）计算此时浓度商Qc，若Qc=K，处于平衡状态，若Qc＜K，反应向正反应进行，若Qc＞K，反应向逆反应进行．

解答 解：在一定温度下，将2molA和2molB两种气体相混合后于容积为2L的某密闭容器中，2min末反应达到平衡状态，生成了0.8molD，并测得C的浓度为0.4mol/L，生成C为0.4mol/L×2=0.8mol，则：
          3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g）
起始量（mol）：2     2       0      0
变化量（mol）：1.2   0.4     0.8    0.8
平衡量（mol）：0.8   1.6     0.8    0.8
（1）物质的量之比等于化学计量数之比，所以0.8mol：0.8mol=x：2，解得x=2，
故答案为：2；
（2）A的转化率=$\frac{1.2mol}{2mol}$×100%=60%；C的体积分数=$\frac{0.8mol}{4mol}$=20%，
故答案为：60%；20%；
（3）反应前后气体物质的量不变，可以用物质的量代替浓度计算平衡常数，故K=$\frac{{c}^{2}（C）×{c}^{2}（D）}{{c}^{3}（A）×c（B）}$=$\frac{0．{8}^{2}×0．{8}^{2}}{0．{8}^{3}×1.6}$=0.5；
若温度升高，K变大，说明升高温度平衡正向移动，升高温度平衡向吸热反应方向移动，正反应为吸热反应，
故答案为：0.5；吸热；
（4）反应前后气体的体积不变，增大反应体系的压强，平衡不移动，则平衡体系中C的质量分数不变，
故答案为：不变；
（5）此时浓度商Qc=$\frac{0．{8}^{2}×1．{8}^{2}}{1．{8}^{3}×1.6}$=0.22＜K=0.5，反应向正反应进行，
故答案为：正．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、平衡常数计算及应用等，注意理解掌握根据平衡常数与浓度商判断反应进行方向．