Question

在2L密闭容器中加入2mol A和1mol B，发生如下反应：2A（g）+B（g）?4C（g）+D（g）．4min时达到平衡，C的浓度为0.4mol/L，D的物质的量为0.2mol．
（1）4min内，用B物质表示的平均反应速率为

 

，A的转化率为

 

．
（2）若D是气体，升高温度后，混合气体的平均相对分子质量增大，则该反应的正反应是

 

反应．（填“放热”、“吸热”）
（3）保持温度和体积不变，向平衡混合物中再加入2mol A、1mol B，达到新平衡后C的浓度

 

0.8mol/L（填“＞”、“＜”、“=”）
（4）若D是固体，按不同配比加入起始物质，达到平衡时，C的浓度仍是0.4mol/L．
①如果从逆反应方向建立平衡，D的起始物质的量应满足的条件是

 

．
②如果加入0.2molA、0.1mol B，则C和D起始物质的量分别应满足

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据三行计算来计算化学反应速率以及物质的转化率；
（2）根据公式混合气体的平均相对分子质量=

m

n

结合质量和物质的量的变化来确定；
（3）保持温度和体积不变，向平衡混合物中再加入2molA、1molB，相当于对体系加压，根据压强对平衡的影响来回答；
（4）根据化学平衡的移动方向结合极限法和等效平衡知识来分析即可．

解答： 解：（1）根据题意可以列出三行式如下：
               2A（g）+B（g）?4C（g）+D（g）．
初始浓度：1       0.5     0       0
变化浓度：0.2     0.1     0.4      0.1
平衡浓度：0.8      0.4    0.4     0.1
4min内，用B物质表示的平均反应速率v=

△c

△t

=

0.1mol/L

4min

=0.025mol/（L?min），

0.2mol/L

1mol/L

×100%=20%，故答案为：0.025mol/（L?min）；20%；
（2）升高温度后，混合气体的平均相对分子质量增大，根据公式混合气体的平均相对分子质量=

m

n

，反应前后质量是不变的，M增大，说明是n减小，所以平衡逆向进行，故正反应是放热反应，故答案为：放热；
（3）保持温度和体积不变，向平衡混合物中再加入2molA、1molB，相当于对体系加压，平衡会向逆反应方向移动，达到新平衡后C的浓度会减小，故答案为：＜；
（4）①若D是固体，按不同配比加入起始物质，达到平衡时，C的浓度仍是0.4mol/L，D的量的增减不会引起化学平衡的移动，只需平衡时物质的量大于零即可，原平衡时A、B、C、D的物质的量分别为：1.6、0.8、0.8、0.2，要生成1.6molA和0.8mol的B，则需要D至少为0.8mol，故答案为：n_（D）＞0.8mol；
②如果加入0.2molA、0.1molB，根据 反应2A（g）+B（g）?4C（g）+D（g），极限转化为C和D则：
               2A（g）+B（g）?4C（g）+D（g），
初始物质的量：0      0      0.4     0.2   
则需加入的C为4mol-0.4mol=3.6mol，加入的D为0.9-0.2mol=0.7mol，但是当四种物质的物质的量为：1.6mol、0.8mol、0.8mol、＞0mol也可能达到同样的平衡，所以C的物质的量为3.6mol，D的物质的量为＞0.7mol即可，故答案为：n_（C）=3.6mol，n_（D）＞0.7mol．

点评：本题是一道有关化学平衡知识的计算题，考查学生分析和解决问题的能力，难度大，综合性较强．