题目内容
如图，有甲、乙两容器，甲体积可变，压强不变，乙保持体积不变．向两容器中分别充入1mol A，3mol B，此时两容器体积均为0.5L，温度为T℃，保持温度不变发生反应：A（g）+3B（g）?xC（g）+2D（s），乙容器中反应经4min后测得n（A）=0.5mol，v（c）=0.5mol?L-1?min-1．（1）化学方程式中x值为______，当增大反应物浓度时，平衡右移，k值______（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）下列选项中，能表明甲容器和乙容器中反应一定达到平衡状态的是______
A．混合气体的总物质的量不随时间改变 B．v正（A）=3v逆（B）
C．A、B的转化率相等 D．物质D的质量不随时间改变
（3）t min后甲容器中反应达平衡，测得C的浓度为2mol?L-1，此时容器的体积为______mL，B的转化率α甲（B）为______
（4）乙容器中B的转化率为α乙（B）______α甲（B）（填“＞”、“＜”或“=”）
【答案】分析：（1）根据v=
计算v（A），利用速率之比等于化学计量数之比计算x；
化学平衡常数只受温度影响，与浓度无关；
（2）根据化学平衡状态的特征分析，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、质量、体积分数以及百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化．
（3）乙容器中反应经4min后测得n（A）=0.5mol，v（c）=0.5mol?L-1?min-1，则v（A）=
=0.25mol?L-1?min-1，故x=2，甲体积可变，压强不变温度不变，则反应前后混合气体的总浓度相等（单位体积内含有的混合气体的物质的量相等），开始加入1molA、3molB，体积为0.5L，开始混合气体的总浓度为
=8mol/L．平衡后C的浓度为2mol/L，则平衡时A、B的总的浓度为8mol/L-2mol/L=6mol/L，由于开始加入1molA、3molB，且A与B按1：3反应，所以平衡时A与B的浓度比为1：3，所以平衡时c（A）=
×6mol/L=1.5mol/L，c（B）=6mol/L-1.5mol/L=4.5mol/L，计算A、B的浓度，令生成C为nmol，利用三段式表示出各组分物质的量变化、平衡时各组分的物质的量，根据A、C的浓度关系列方程计算n的值，根据V=
计算反应后体积，根据转化率等于计算B的转化率；
（4）由反应可知，反应前后气体体积减小，所以乙压强减小，甲压强不变，压强增大平衡向体积减小的方向移动，即向正反应移动，据此判断转化率．
解答：解：（1）乙容器中反应经4min后测得n（A）=0.5mol，v（c）=0.5mol?L-1?min-1，则v（A）=
=0.25mol?L-1?min-1，1：x=0.25mol?L-1?min-1：0.5mol?L-1?min-1故，故x=2，
化学平衡常数只受温度影响，与浓度无关，故增大反应物浓度时，k值不变，
故答案为：2；不变；
（2）A．反应有固体生成，所以随反应进行气体的质量减小，混合气体的总质量不随时间改变，说明到达平衡，故A正确；
B．不同物质表示正逆反应速率之比等于化学计量数之比，说明反应到达平衡．v正（A）=3v逆（B），则v正（A）：v逆（B）=1：3，等于化学计量数之比1：3，说明到达平衡，故B正确；
C．开始向两容器中分别充入1molA、3molB，且A与B按1：3反应，无论是否到达平衡A、B的转化率自始至终都相等，故C错误；
D．随反应进行气体的质量减小，物质D质量增大，物质D的质量不随时间改变，说明到达平衡，故D正确．
故选：ABD；
（3）甲体积可变，压强温度不变，则反应前后混合气体的总浓度相等（单位体积内含有的混合气体的物质的量相等），开始加入1molA、3molB，体积为0.5L，开始混合气体的总浓度为
=8mol/L．
平衡后C的浓度为2mol/L，则平衡时A、B的总的浓度为8mol/L-2mol/L=6mol/L，由于开始加入1molA、3molB，且A与B按1：3反应，所以平衡时A与B的浓度比为1：3，所以平衡时c（A）=
×6mol/L=1.5mol/L，c（B）=6mol/L-1.5mol/L=4.5mol/L，
令生成C为nmol，则：
A（g）+3B（g）?2C（g）+D（s）
开始（mol）：1 3 0
变化（mol）：n 3n 2n
平衡（mol）：1-n 3-3n 2n
所以（1-n）：2n=1.5mol/L：2mol/L，解得n=0.4，
故平衡后甲的体积为
=0.4L=400mL，
所以B的转化率α甲（B）=
×100%=40%，
故答案为：400；40%；
（3）乙压强减小，甲压强不变，甲比乙压强大，反应前后气体体积减小，甲比乙压强大，压强增大平衡向体积减小的方向移动，即向正反应移动，所以甲中B的转化率比乙中的大，即α乙（B）＜α甲（B），故答案为：＜．
点评：本题考查化学平衡的有关计算、影响平衡想因素、平衡状态判断等，难度中等，（3）为易错点，确定反应前后混合气体总的物质的量浓度不变是关键．
计算v（A），利用速率之比等于化学计量数之比计算x；化学平衡常数只受温度影响，与浓度无关；
（2）根据化学平衡状态的特征分析，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、质量、体积分数以及百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化．
（3）乙容器中反应经4min后测得n（A）=0.5mol，v（c）=0.5mol?L-1?min-1，则v（A）=
=0.25mol?L-1?min-1，故x=2，甲体积可变，压强不变温度不变，则反应前后混合气体的总浓度相等（单位体积内含有的混合气体的物质的量相等），开始加入1molA、3molB，体积为0.5L，开始混合气体的总浓度为=8mol/L．平衡后C的浓度为2mol/L，则平衡时A、B的总的浓度为8mol/L-2mol/L=6mol/L，由于开始加入1molA、3molB，且A与B按1：3反应，所以平衡时A与B的浓度比为1：3，所以平衡时c（A）=×6mol/L=1.5mol/L，c（B）=6mol/L-1.5mol/L=4.5mol/L，计算A、B的浓度，令生成C为nmol，利用三段式表示出各组分物质的量变化、平衡时各组分的物质的量，根据A、C的浓度关系列方程计算n的值，根据V=计算反应后体积，根据转化率等于计算B的转化率；（4）由反应可知，反应前后气体体积减小，所以乙压强减小，甲压强不变，压强增大平衡向体积减小的方向移动，即向正反应移动，据此判断转化率．
解答：解：（1）乙容器中反应经4min后测得n（A）=0.5mol，v（c）=0.5mol?L-1?min-1，则v（A）=
=0.25mol?L-1?min-1，1：x=0.25mol?L-1?min-1：0.5mol?L-1?min-1故，故x=2，化学平衡常数只受温度影响，与浓度无关，故增大反应物浓度时，k值不变，
故答案为：2；不变；
（2）A．反应有固体生成，所以随反应进行气体的质量减小，混合气体的总质量不随时间改变，说明到达平衡，故A正确；
B．不同物质表示正逆反应速率之比等于化学计量数之比，说明反应到达平衡．v正（A）=3v逆（B），则v正（A）：v逆（B）=1：3，等于化学计量数之比1：3，说明到达平衡，故B正确；
C．开始向两容器中分别充入1molA、3molB，且A与B按1：3反应，无论是否到达平衡A、B的转化率自始至终都相等，故C错误；
D．随反应进行气体的质量减小，物质D质量增大，物质D的质量不随时间改变，说明到达平衡，故D正确．
故选：ABD；
（3）甲体积可变，压强温度不变，则反应前后混合气体的总浓度相等（单位体积内含有的混合气体的物质的量相等），开始加入1molA、3molB，体积为0.5L，开始混合气体的总浓度为
=8mol/L．平衡后C的浓度为2mol/L，则平衡时A、B的总的浓度为8mol/L-2mol/L=6mol/L，由于开始加入1molA、3molB，且A与B按1：3反应，所以平衡时A与B的浓度比为1：3，所以平衡时c（A）=
×6mol/L=1.5mol/L，c（B）=6mol/L-1.5mol/L=4.5mol/L，令生成C为nmol，则：
A（g）+3B（g）?2C（g）+D（s）
开始（mol）：1 3 0
变化（mol）：n 3n 2n
平衡（mol）：1-n 3-3n 2n
所以（1-n）：2n=1.5mol/L：2mol/L，解得n=0.4，
故平衡后甲的体积为
=0.4L=400mL，所以B的转化率α甲（B）=
×100%=40%，故答案为：400；40%；
（3）乙压强减小，甲压强不变，甲比乙压强大，反应前后气体体积减小，甲比乙压强大，压强增大平衡向体积减小的方向移动，即向正反应移动，所以甲中B的转化率比乙中的大，即α乙（B）＜α甲（B），故答案为：＜．
点评：本题考查化学平衡的有关计算、影响平衡想因素、平衡状态判断等，难度中等，（3）为易错点，确定反应前后混合气体总的物质的量浓度不变是关键．
练习册系列答案
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