22.(10分)T℃时,有甲、乙两个密闭容器,甲容器的体积为1 L,乙容器的体积为2 L,分别向甲、乙两容器中加入6 mol A和3 mol B,发生反应如下:3A(g)+bB(g)3C(g)+2D(g) ΔH<0; 4 min时甲容器内的反应恰好达到平衡,A的浓度为2.4 mol/L,B的浓度为1.8 mol/L; t min时乙容器内的反应达平衡,B的浓度为0.8 mol/L.根据题给信息回答下列问题:

(1)甲容器中反应的平均速率v(B)=________,化学方程式中计量数b=________.

(2)乙容器中反应达到平衡时所需时间t________4 min(填“大于”、“小于”或“等于”),原因是______________________________.

(3)T℃时,在另一个体积与乙相同的丙容器中,为了达到平衡时B的浓度仍然为0.8 mol/L,起始时,向丙容器中加入C、D的物质的量分别为3 mol、2 mol,则还需加入A、B的物质的量分别是________、________.

(4)若要使甲、乙容器中B的平衡浓度相等,可以采取的措施是________.

A.保持温度不变,增大甲容器的体积至2 L

B.保持容器体积不变,使甲容器升高温度

C.保持容器压强和温度都不变,向甲中加入一定量的A气体

D.保持容器压强和温度都不变,向甲中加入一定量的B气体

(5)写出平衡常数表达式K=________,并计算在T℃时的化学平衡常数K=________.

解析:   3A(g)+bB(g)3C(g)+2D(g) ΔH<0

起始浓度(mol/L)    6    3     0    0

转化浓度(mol/L)    3.6   1.2     3.6    2.4

平衡浓度(mol/L)    2.4   1.8     3.6    2.4

(1)甲容器中反应的平均速率v(B)=Δc/t=0.3 mol/(L·min),化学反应中各物质的物质的量之比等于化学方程式计量数之比,所以3∶b=3.6∶1.2,所以b=1.

(2)甲、乙容器中投入的A、B物质的量相等,但乙的体积是甲的2倍,所以乙中反应物的浓度小,反应速率小;并且达到平衡时,乙容器中B的剩余物质的量少,即乙容器中反应程度大,所以乙容器达到平衡所需时间大于甲容器,即大于4 min.

(3)本题属于等效平衡问题,在恒温、恒容条件下,要使乙容器达到平衡后,B的浓度仍然为0.8 mol/L,则丙和乙是等效平衡.处理的方法是:如果根据化学方程式中计量数之比换算到同一边时,反应物(或生成物)中同一组分的物质的量完全相同,则互为等效平衡.将3 mol C、2 mol D,按化学方程式计量数折算到左边,则A为3 mol,B为1 mol,要和乙容器中的6 mol A和3 mol B相同,还需要加入3 mol A和2 mol B.

(4)通过分析甲、乙容器中B的物质的量浓度,可知B中反应程度大,要使甲、乙容器中B的平衡浓度相等,需使甲的平衡向右移动;根据化学反应的特点,可以采取减压、降温,或则增加反应物A,所以A、C项符合要求.

(5)根据(1)中求出的b=1,可知化学反应方程式为:3A(g)+B(g)3C(g)+2D(g),平衡常数的表达式为:K=,将各物质的平衡浓度代入上式可得:

K==10.8 mol/L.

答案:(1)0.3 mol/(L·min) 1

 (2)大于 乙容器的体积大于甲容器的体积,浓度减小 ,反应速率减慢,达平衡所需时间长

(3)3 mol 2 mol (4)AC

(5) 10.8 mol/L

 0  8217  8225  8231  8235  8241  8243  8247  8253  8255  8261  8267  8271  8273  8277  8283  8285  8291  8295  8297  8301  8303  8307  8309  8311  8312  8313  8315  8316  8317  8319  8321  8325  8327  8331  8333  8337  8343  8345  8351  8355  8357  8361  8367  8373  8375  8381  8385  8387  8393  8397  8403  8411  447348 

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