题目内容

20.一定温度下,将3mol A气体和1mol B气体通人一密闭容器中,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2L,反应2min时测得剩余0.6mol B,C的浓度为0.4mol/L.
①x=2;
②4min后,C的浓度小于0.8mol/L (填“大于”、“等于”或“小于”);
③已知平衡混合物中C的体积分数为25%,则A的转化率为40%;
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分别为a、b、c,它们之间应该满足的关系式为n(A)+1.5n(C)=3、n(B)+0.5n(C)=1;
(2)若维持容器压强不变,改变起始物质加入的量,欲使反应达到平衡时C的物质的量是原平衡的2倍,则应加入6mol A气体和2mol B气体.

分析 (1)一定温度下,将3molA气体和1molB气体通入一密闭容器中,若容器体积固定为 2L,反应2min时测得剩余0.6mol B,C的浓度为0.4mol/L,则:
             3A(g)+B(g)?x C(g)
起始量(mol):3      1       0
变化量(mol):1.2    0.4     0.4x
2min时(mol):1.8    0.6    0.4x
①结合C的浓度计算x;
②后2min内速率小于前2min内反应速率,故后2min内C的浓度变化量小于0.4mol/L;
③令平衡时转化的B为ymol,表示出平衡时各组分的物质的量,再根据C的体积分数为25%列方程计算解答;
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,恒温恒容下,反应前后气体体积不相等,按化学计量数转化到左边满足n(A)=3mol、n(B)=1mol;
(2)若维持容器压强不变,改变起始物质加入的量,欲使反应达到平衡时C的物质的量是原平衡的2倍,与原平衡等效,反应物转化率相等,应满足A、B的物质的量之比与初始配比数相等且为原来的2倍.

解答 解:(1)一定温度下,将3molA气体和1molB气体通入一密闭容器中,若容器体积固定为 2L,反应1min时测得剩余0.6mol B,C的浓度为0.4mol/L,则:
             3A(g)+B(g)?x C(g)
起始量(mol):3      1       0
变化量(mol):1.2    0.4     0.4x
1min时(mol):1.8    0.6    0.4x
①$\frac{0.4xmol}{2L}$=0.4mol/L,则x=2,故答案为:2;
②后1min内速率小于前1min内反应速率,故后1min内C的浓度变化量小于0.4mol/L,故2min达到平衡,平衡时C的浓度小于0.8mol/L,故答案为:小于;
③令平衡时转化的B为ymol,则:
            3A(g)+B(g)?2 C(g)
起始量(mol):3      1      0
变化量(mol):3y     y      2y
2min时(mol):3-3y   1-y   2y
所以$\frac{2y}{4-2y}$=25%,解得y=0.4,故A的转化率为$\frac{0.4mol×3}{3mol}$×100%=40%,
故答案为:40%;
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,恒温恒容下,反应前后气体体积不相等,按化学计量数转化到左边满足n(A)=3mol、n(B)=1mol,则:n(A)+1.5n(C)=3、n(B)+0.5n(C)=1,
故答案为:n(A)+1.5n(C)=3、n(B)+0.5n(C)=1;
(2)若维持容器压强不变,改变起始物质加入的量,欲使反应达到平衡时C的物质的量是原平衡的2倍,与原平衡等效,反应物转化率相等,应满足A、B的物质的量之比与初始配比数相等且为原来的2倍,则应加入6molA、2molB,
故答案为:6;2.

点评 本题考查化学平衡的计算,题目难度中等,(1)中②注意根据反应速率分析前、后2min内C的浓度变化量
,易错点为(2),关键是对等效平衡的理解.

练习册系列答案
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[实验反思]
(5)请指出该小组设计的实验装置的明显不足:在C装置后增加一套尾气处理装置.
(6)分解后的固体中可能含有少量FeO,取上述实验④中盐酸溶解后的溶液少许于试管中,选用一种试剂鉴别,该试剂最合适的是b.
a.氯水和KSCN溶液     b.酸性KMnO4溶液      c.H2O2     d.NaOH溶液.

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