Question

【题目】一定条件下，将3 molA气体和1mol B气体通入一容积固定为2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)xC(g)，请填写下列空白：

(1)反应1min时测得剩余1.8molA，C的浓度为0.4mol/L，则1min内，B的平均反应速率为_____________；x为_______________。

(2)若反应经2min达到平衡，平衡时C的浓度_______0.8mol/L(填“大于，小于或等于”)。

(3)若已知达平衡时，该容器内混合气体总压强为P，混合气体起始压强为P0。请用P0、P来表示达平衡时反应物A的转化率α(A)为_______________%。

(4)能够说明该反应达到平衡的标志是_____________。

A.容器内混合气体的密度保持不变B.υ(A)=3υ(B)

C.A、B的浓度之比为3:1 D.单位时间内消耗3n molA的同时生成n molB

E.体系的温度不再变化

Answer 1

【答案】0.2mol/(Lmin) 2 小于 DE

【解析】

(1)利用转化物质的量之比等于化学计量数之比计算变化的B的量，结合υ(B)=计算，利用转化物质的量之比等于化学计量数之比根据x的值；

(2)根据随着反应的进行反应物的浓度减少，反应速率减慢，据此判断；

(3)相同条件下，压强之比等于物质的量之比，据此计算平衡后混合气体总的物质的量，利用差量法计算参加反应的A的物质的量，再根据转化率定义计算。

(4)根据平衡状态时物质的浓度不变、物质的含量不变及同一物质表示的正、逆反应速率相等判断平衡状态。

(1)反应1min时测得剩余1.8molA，C的浓度为0.4mol/L，由于反应开始时A的物质的量是3mol，则参加反应的A的物质的量△n(A)=3mol-1.8mol=1.2mol，由于参加反应的物质的量之比等于化学计量数之比，则参加反应的B的物质的量△n(B)=1.2mol×=0.4mol，υ(B)==0.2mol/(Lmin)，生成的C的物质的量n(C)=0.4mol/L×2L=0.8mol，由方程式可知，A、C变化的物质的量的比=1.2mol：0.8mol=3：x，解得x=2；

(2)随着反应的进行，物质的浓度逐渐降低，反应速率逐渐减小，若反应经2min达到平衡，后1min的平均速率小于前1min的平均速率，前1min内C的浓度变化为0.4mol/L，则后1min内C的浓度变化小于0.4mol/L，故平衡时C的浓度小于0.8mol/L；

(3)若已知达平衡时，该容器内混合气体总压强为P，混合气体起始压强为P0，则平衡后混合气体总的物质的量n(平衡)=(3mol+1mol)×mol，故平衡后混合气体物质的量减少量为(4-)mol，则根据反应方程式：

3A(g)＋B(g)2C(g) 物质的量减少△n

3 2

n(A) (4-)mol

故n(A)= (4-)mol×= (6-)mol，所以A物质的转化率为×100%=%。

(4) A.由于反应混合物都是气体，容器的容积不变，因此任何条件下气体的密度都不变，故不能根据容器内混合气体的密度保持不变判断平衡状态，A错误；

B.在任何条件下用A、B表示的反应速率都符合关系υ(A)=3υ(B) ，所以不能确定反应是否达到平衡状态，B错误；

C.A、B两种物质加入的物质的量的比是3:1，消耗的物质的量的比是3:1，因此无论反应是否达到平衡状态，A、B的浓度之比总为3:1，不能据此判断是否为平衡状态，C错误；

D.单位时间内消耗3n molA，就会消耗nmolB，同时生成n molB，说明B的浓度不变，反应达到平衡状态，D正确；

E.任何反应过程中都有化学键的断裂和形成，因此都会有能量发生变化，若体系的温度不再变化，说明反应达到平衡状态，E正确；

故合理选项是DE。