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t℃时,将3 mol A和1 mol B气体通人体积为2L的密闭容器中(容积不变),发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g),2min时反应达到平衡状态(温度不变),剩余了0.8 mol B,并测得C的浓度为0.4 mol/L,请填写下列空白:
(1)从开始反应至达到平衡状态,生成C的平均反应速率为                     
(2)x=           
(3)若向原平衡混合物的容器中再充人a mol C,在t℃时达到新的平衡,此时B的物质的量为n(B)=          mol;
(4)如果上述反应在相同温度和容器中进行,欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与原平衡相等,起始加入的三种物质的物质的量n(A)、n(B)、n(C)之间应该满足的关系式为          

(1)0.2mol/(L·min)   (2)4  (3)0.8+0.2a   (4)n(A):n(B)=3:1且n(c)≥0

解析试题分析:(1)平衡时生成C的浓度是0.4mol/L,所以从开始反应至达到平衡状态,生成C的平均反应速率为=0.2mol/(L·min)。(2)容器体积为2L,则反应前A和B的浓度分别是1.5mol/L和0.5mol/L,平衡时B的浓度是0.4mol/L,所以反应中消耗B的浓度是0.5mol/L-0.4mol/L=0.1mol/L。而平衡时生成C的浓度是0.4mol/L,根据浓度变化量之比是相应的化学计量数之比,因此x=4。(3)由于x=4,这说明反应前后体积不变,即改变压强平衡不移动。向原平衡混合物的容器中再充人a mol C,相当于是增大压强,平衡不移动,因此物质的含量不变。amolC相当于是amolA和amolB。即A和B的起始量分别是(3+a)mol、(1+a)mol。所以在t℃时达到新的平衡,此时B的物质的量为n(B)=×0.8mol=(0.8+0.2a)mol。(4)等效平衡是指外界条件相同时,同一可逆反应只要起始浓度相当,无论经过何种途径,都可以达到相同的平衡状态。等效平衡的判断及处理一般步骤是:进行等效转化——边倒法,即按照反应方程式的计量数之比转化到同一边的量,与题干所给起始投料情况比较。由于该反应前后体积不变,因此要满足等效平衡,只需要等效转化后,只要反应物的物质的量的比例与原平衡起始态相同,两平衡等效。又因为生成物只有一种,所以始加入的三种物质的物质的量n(A)、n(B)、n(C)之间应该满足的关系式为n(A):n(B)=3:1且n(c)≥0。
考点:考查可逆反应、等效平衡的应用和计算

练习册系列答案
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分解水制氢气的工业制法之一是硫——碘循环,主要涉及下列反应:
I   SO2+2H2O+I2→H2SO4+2HI         
II   2HIH2+I2
III  2H2SO4 → 2SO2+O2+2H2O
(1)分析上述反应,下列判断正确的是_________  
a.反应III易在常温下进行        b.反应I中SO2还原性比HI强
c.循环过程中需补充H2O        d.循环过程中产生1molO2的同时产生1molH2
(2)一定温度下,向2L密闭容器中加入1molHI(g),发生反应II,H2物质的量随时间的变化如图所示。

0—2min内的平均反应速率v(HI)= _________ 。该温度下,反应2HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常数表达式为K=_______________________。相同温度下,若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍,则_________是原来的2倍。
a.平衡常数                    b.HI的平衡浓度 
c.达到平衡的时间             d.平衡时H2的体积分数
(3)SO2在一定条件下可氧化生成SO3,其主反应为:2SO2 (g) + O2(g) 2SO3(g) + Q,若此反应起始的物质的量相同,则下列关系图正确的是_________ (填序号)
 
实际工业生产使用的条件是:常压、____________________________________选择该条件的原因是__________________。
(4)实际生产用氨水吸收SO2生成亚硫酸的铵盐。现取a克该铵盐,若将其中的SO2全部反应出来,应加入18.4 mol/L的硫酸溶液的体积范围为______________。

合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,其研究来自正确的理论指导,合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下:

温 度(℃)
360
440
520
K值
0.036
0.010
0.0038
 
(1)①写出工业合成氨的化学方程式_________________________________________。
②由上表数据可知该反应为放热反应,理由是_____________________________________。
③理论上,为了增大平衡时H2的转化率,可采取的措施是。(填序号)
a.增大压强              b.使用合适的催化剂
c.升高温度              d.及时分离出产物中的NH3
(2)原料气H2可通过反应 CH4(g) + H2O (g)CO(g) + 3H2(g) 获取,已知该反应中,当初始混合气中的恒定时,温度、压强对平衡混合气CH4含量的影响如下图所示:

①图中,两条曲线表示压强的关系是:P1________P2(填“>”、“=”或“<”)。
②该反应为_____________反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)原料气H2还可通过反应CO(g) + H2O(g)CO2 (g) + H2(g) 获取。
①T ℃时,向容积固定为5 L的容器中充入1 mol水蒸气和1 mol CO,反应达平衡后,测得CO的浓度为0.08 mol·L-1,则平衡时CO的转化率为______,该温度下反应的平衡常数K值为_________。
②保持温度仍为T ℃,改变水蒸气和CO的初始物质的量之比,充入容器进行反应,下列描述能够说明体系处于平衡状态的是_____________(填序号)。
a.容器内压强不随时间改变
b.混合气体的密度不随时间改变
c.单位时间内生成a mol CO2的同时消耗a mol H2
d.混合气中n(CO) : n(H2O) : n(CO2) : n(H2) = 1: 16 : 6 : 6

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