题目内容
( 12分)一定温度下,将3 molA气体和1 molB气体通入一密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)
xC(g),请填写下列空白:
(1)若容器体积固定为 2 L,反应1 min 时测得剩余1.8 mol A,C的浓度为0.4 mol/L。
①1 min内,B的平均反应速率为________;x为________。
②若反应经2 min达到平衡,平衡时C的浓度________0.8 mol/L(填“>、<、=”)
③平衡混合物中,C的物质的量占气体总物质的量的3/7,则A的转化率是________。
④改变起始物质加入的量,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)之间应满足的关系式____ __________ __ _______。
(2)若维持容器压强不变,达到平衡时C的体积分数________(1)中平衡时C 的体积分数(填“>、<、=”);
(1) ① 0.2 mol·L-1·min-1 (1分) 2 (1分) ② < (2分) ③60% (2分) ④ n(A)+3 n(C)/2=3 (2分) n(B)+ n(C)/2=1 (2分) (2) > (2分)
【解析】(1)①反应1 min 时测得剩余1.8 mol A,则消耗A是3mol-1.8mol=1.2mol。此时C的物质的量是0.8mol,由于物质的量的变化量是相应的化学计量数之比,因此x=2。C的反应速率是0.4 mol/L÷1min=0.4mol/(L·min),由于反应速率之比是相应的化学计量数之比,所以B的反应速率是0.4mol/(L·min)÷2=0.2mol/(L·min).。
②由于随着反应的进行,反应物的浓度逐渐降低。因此后1分钟的反应速率小于前面1分钟的反应速率,所以C的浓度小于0.8mol/L。
③设A的转化率是a,则
3A(g)+B(g)
2C(g)
起始量(mol) 3 1 0
转化量(mol) 3a a 2a
平衡量(mol) 3-3a 1-a 2a
所以有(3-3a+1-a+2a)×3/7=2a
解得a=0.60,即转化率是60%。
④由于是体积和温度不变,所以满足平衡等效,则AB的投料和等于最初AB的物质的量。根据反应式可知,n(C)可以生成3 n(C)/2的A和3 n(C)/2的B,所以有n(A)+3 n(C)/2=3、n(B)+ n(C)/2=1。
(2)由于正反应是体积减小的反应,增大越强有利于平衡向正反应方向移动,所以若维持容器压强不变,达到平衡时C的体积分数大于(1)中平衡时C 的体积分数。