Question

t ℃时，将3 mol A和1 mol B气体通入体积为2 L的密闭容器中(容积不变)，发生如下反应：3A(g)+B(g)xC(g)，2 min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^-1，请完成下列问题：

（1）从开始反应到平衡状态，生成C的平均反应速率为____________________。

（2）x=____________。

（3）若继续向原平衡混合物的容器中通入少量氦气(氦气和A、B、C都不反应)后，化学平衡(填字母)____________________。

A．向正反应方向移动      B．向逆反应方向移动      C．不移动

（4）若向原平衡混合物的容器中再通入a mol C，在t ℃达到新的平衡，此时B的物质的量n(B) =____________mol。

（5）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量n(A)、n(B)、n(C)之间应该满足的关系为________________________________。

Answer 1

(1)0.2 mol·L^-1·min^-1

(2)4

(3)C

（4）(0.8+0.2a) mol

（5）n(A)∶n(B)=3∶1，n(C)≥0的任意值n(A)=n(B)=0，n(C)＞0 的任意值

解析：(1)由C的平衡浓度即浓度变化量我们很容易求出其表示的平均反应速率为0.2 mol·（L·min)^-1

(2)由B的剩余量可求出B的变化量为0.2 mol，平衡时C的物质的量为0.8 mol，再利用物质的量的变化量之比等于其化学计量数之比，可求出x=4。

(3)若继续向原平衡混合物的容器中通入少量氦气，由于氦气与A、B、C都不发生反应，所以加入的氦气所起的作用仅仅是增大混合体系的总压强，但由于反应物和生成物的浓度都不发生改变，所以对化学反应速率不产生影响，化学平衡不受影响。故答案为C。

（4）由于反应前后气体的分子数相等，所以又加入a mol C，相当于对原平衡体系加压，平衡不发生移动，所以在加入a mol C前后，B的剩余量与起始量之比相等。

把a mol C转化为反应物后，B的起始量就变为(1+)mol。在原平衡体系中，B的平衡量与起始量之比为0.8，在新的平衡体系中，B的剩余量也应为起始量的0.8倍，从而得出n(B)=(0.8+0.2a)mol。

（5）“在相同温度和容器中，欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与原平衡相等”，此句话的意思就是二者达到等效平衡。由于反应前后气体的分子数相等，所以当把生成物全部转化为反应物时，A和B的物质的量之比为3∶1。又由于A和B的起始量之比就等于3∶1，这样不管有没有C，两平衡都是等效平衡。故得到答案n(A)∶n(B)=3∶1，n(C)≥0 的任意值。

上面所得的答案是否很全面呢？反思一下我们的着眼点，上面的解法主要着眼在反应物上，即认为反应物一定存在，而反应物可能存在，也可能不存在。那么，反应物的量可否为零呢？只要我们有这样的想法，此题的第二种答案就得出了。即n(A)=n(B)=0，n(C)＞0 的任意值。