题目内容
【题目】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-1,B的浓度为1.8 mol·L-1;t min时乙容器内的反应达到平衡,B的浓度为0.8 mol·L-1。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-1,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
【答案】0.3 mol·L-1·min-11大于乙容器的体积大于甲容器的体积,浓度相对较小,反应速率较慢,达平衡所需时间长3 mol2 molA、C
【解析】
(1)甲容器的体积为1L,加入6molA和3molB,则A、B的浓度分别为:6mol/L、3mol/L,4min时甲容器内的反应恰好达到平衡,A的浓度为2.4mol/L、B的浓度为1.8mol/L,则A、B的浓度变化为:△c(A)=6mol/L-2.4mol/L=3.6mol/L,B的浓度变化为:△c(B)=3mol/L-1.8mol/L=1.2mol/L,此时间内平均速率v(B)=
=0.3 molL-1min-1;浓度变化与化学计量数成正比,则3:b=△c(A):△c(B)=3.6mol/L:1.2mol/L=3:1,则b=1,故答案为:0.3 molL-1min-1;1;
(2)甲容器的体积为1L,乙容器的体积为2L,乙容器的体积大于甲的,浓度小则反应速率小,到达平衡的时间长,所以乙容器中反应达到平衡时所需时间大于4min,故答案为:大于; 乙容器的体积大于甲容器的体积,反应物浓度减小,反应速率减慢,达到平衡所需要的时间就要长;
(3)根据等效平衡规律,在恒温恒容下,转化为同一反应方向的物质的物质的量和原来对应相等即可,3molC、2molD完全转化后生成3molA和1molB,还需3molA和2molB才能与乙为等效平衡,故答案为:3 mol;2 mol;
(4)由于该反应是体积增大的可逆反应,由于甲的容器体积小,则压强大,平衡向着逆向移动,甲中反应物的转化率小于乙,且达到平衡时甲中各组分浓度都大于乙的。A.保持温度不变,增大甲容器的体积至2L,则此时甲和乙为等效平衡,甲、乙容器中B的平衡浓度相等,故A正确;B.保持容器体积不变,使甲容器升高温度,该反应为放热反应,平衡向着逆向移动,甲中B浓度增大,则无法满足甲、乙容器中B的平衡浓度相等,故B错误;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,由于反应物A的浓度增大,则平衡向着正向移动,甲中B的浓度减小,可能实现甲、乙容器中B的平衡浓度相等,故C正确;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,达到平衡时甲中B的浓度更大,无法满足甲、乙容器中B的平衡浓度相等,故D错误;故答案为:AC。