Question

15．在一定温度下，将2.4molA和1.2molB两种气体相混合后于容积为2L的某密闭容器中，发生如下反应A（g）+B（g）?xC（g）+D（g）△H＜0，2min末反应达到平衡状态，生成了0.8molD，并测得C的浓度为0.4mol/L，请填写下列空白：
（1）x值等于1．
（2）A的转化率为33.3%．
（3）该反应达到平衡时，再向容器中加入1.2molA和0.6molB，再次达到平衡后，A的转化率不变（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）该反应的平衡常数的表达式K=$\frac{c（C）c（D）}{c（A）c（B）}$，450℃时平衡常数大于500℃时平衡常数（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（5）相同温度下，若起始时向该容器中充入0.4mol A、0.4mol B、0.2molC和0.2molD，反应达到平衡前，反应速率v_正＞v_逆（填“＞”或“＜”），达到平衡时D的浓度为0.15mol/L．

Answer 1

分析 （1）2min末反应达到平衡状态，生成了0.8molD，并测得C的浓度为0.4mol/L，v（D）=$\frac{\frac{0.8mol}{2L}}{2min}$=0.2 mol•L^-1•min^-1，v（C）=$\frac{0.4mol/L}{2}$=0.2 mol•L^-1•min^-1，结合速率之比等于化学计量数之比确定x；
（2）A（g）+B（g）?C（g）+D（g）
开始2.4        1.2          0            0
转化 0.8     0.8          0.8          0.8
结合转化率=$\frac{转化的量}{开始的量}$×100%计算；
（3）容积为2L的某密闭容器，物质的量与压强成正比，压强增大，平衡不移动；
（4）K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比；△H＜0，升高温度，平衡逆向移动；
（5）起始时向该容器中充入0.4mol A、0.4mol B、0.2molC和0.2molD，Qc=$\frac{0.1mol/L×0.1mol/L}{0.2mol/L×0.2mol/L}$=0.25，与K比较判断反应的方向，并计算平衡时D的浓度．

解答 解：（1）2min末反应达到平衡状态，生成了0.8molD，并测得C的浓度为0.4mol/L，v（D）=$\frac{\frac{0.8mol}{2L}}{2min}$=0.2 mol•L^-1•min^-1，v（C）=$\frac{0.4mol/L}{2}$=0.2 mol•L^-1•min^-1，由速率之比等于化学计量数之比可知x=1，故答案为：1；
（2）A（g）+B（g）?C（g）+D（g）
开始2.4        1.2          0            0
转化 0.8     0.8          0.8          0.8
平衡  1.6      0.4         0.8          0.8
A的转化率为$\frac{0.8}{2.4}$×100%=33.3%，K=$\frac{0.4×0.4}{0.8×0.2}$=1，
故答案为：33.3%；
（3）容积为2L的某密闭容器，物质的量与压强成正比，压强增大，平衡不移动，可知再向容器中加入1.2molA和0.6molB，再次达到平衡后，A的转化率不变，
故答案为：不变；
（4）K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，则K=$\frac{c（C）c（D）}{c（A）c（B）}$；△H＜0，升高温度，平衡逆向移动，K减小，则450℃时平衡常数大于500℃时平衡常数，
故答案为：$\frac{c（C）c（D）}{c（A）c（B）}$；大于；
（5）起始时向该容器中充入0.4mol A、0.4mol B、0.2molC和0.2molD，Qc=$\frac{0.1mol/L×0.1mol/L}{0.2mol/L×0.2mol/L}$=0.25＜K=1，则平衡正向移动，反应速率v_正＞v_逆，则
       A（g）+B（g）?C（g）+D（g）
开始0.4        0.4          0.2         0.2
转化  x         x             x            x
平衡  0.4-x      0.4-x     0.2+x     0.2+x
则$\frac{（0.2+x）^{2}}{（0.4-x）^{2}}$=1，解得x=0.1mol，
达到平衡时D的浓度为$\frac{0.2mol+0.1mol}{2L}$=0.15mol/L，
故答案为：＞；0.15mol/L．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握化学平衡三段法、K的计算、反应进行的方向判断等为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意x的确定方法，题目难度不大．