题目内容

恒温恒容下2mol A气体和2mol B气体通入体积为2L的密闭容器中发生如下反应:
2A(g)+B(g)?xC(g)+2D(s).
2min时反应达到平衡状态,此时剩余1.2mol B,并测得C的浓度为1.2mol/L.
(1)从开始反应至达到平衡状态,生成C的平均反应速率为
 
.
(2)x=
 
.
(3)A的转化率与B的转化率之比为
 
.
(4)下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是
 
(填选项代号).
A.压强不再变化
B.气体密度不再变化
C.气体平均相对分子质量不再变化
D.A的消耗速率与B的消耗速率之比为2:1
(5)若向原平衡混合物的容器中再充入2mol A气体和2mol B气体,在原温度下达到新的平衡,此时B的物质的量n(B)=
 
.
(6)欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与上述平衡相等,起始加入的A、B物质的量n(A)、n(B)之间应满足的关系为
 
.
考点:化学平衡的计算,反应速率的定量表示方法,化学平衡状态的判断
专题:化学平衡专题
分析:(1)2min达到平衡,C的浓度为1.2mol/L,结合v=
△c
△t
计算;
(2)2min时反应达到平衡状态,此时剩余1.2mol B,计算B的反应速率,反应速率之比等于化学计量数之比;
(3)2A(g)+B(g) xC(g)+2D(s),
开始   2       2                0       0
转化 1.6      0.8
平衡 0.4       1.2
以此计算转化率;
(4)利用平衡的特征“等、定”及由此衍生的物理量来判断平衡.
(5)从等效平衡的角度分析.
(6)欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与上述平衡相等,与原平衡为等效平衡,根据B、C的量可知x=3,反应前后气体的化学计量数不变,起始加入的A、B物质的量n(A):n(B)应与原平衡相等.
解答: 解:(1)2min达到平衡,C的浓度为1.2mol/L,由v=
△c
△t
=
1.2mol/L
2min
=0.6mol/(L.min),故答案为:0.6mol/(L.min);
(2)2min时反应达到平衡状态,此时剩余1.2mol B,则B的反应速率为
0.8mol
2L
2min
=0.2mol/(L.min),由反应速率之比等于化学计量数之比可知,x=3,故答案为:3;
(3)2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s),
开始  2        2              0       0
转化 1.6      0.8
平衡 0.4      1.2
则A、B的转化率之比为
1.6
2
:0.4=2:1,故答案为:2:1;
(4)2A(g)+B(g) 3C(g)+2D(s),
A.该反应中压强始终不变,不能判断平衡,故A错误;
B.因气体的质量在变化,则气体密度不再变化,达到平衡,故B正确;
C.因气体的质量在变化,则气体的平均相对分子质量不再变化,达到平衡,故C正确;
D.A的消耗速率与B的消耗速率之比为2:1,关系始终存在,不能判断平衡,故D错误;
故答案为:BC.
(5)因为该反应为气体体积不变的反应,若向原平衡混合物的容器中再充入2mol A气体和2mol B气体,即相当于将原平衡体积压缩为一半,而此时平衡不移动,由于加入A和B后起始的物质的量为原来的双倍,所以平衡时B的物质的量为原来的双倍,故B的物质的量为2.4mol,故答案为:2.4mol;
(6)欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与上述平衡相等,与原平衡为等效平衡,由于x=3,反应前后气体的化学计量数不变,起始加入的A、B物质的量n(A):n(B)应与原平衡相等为1:1,即n(A)=n(B),
故答案为:n(A)=n(B).
点评:本题考查化学平衡计算、反应速率计算、平衡状态判断、等效平衡等,注意利用反应速率的关系确定x为解答的关键,注意理解等效平衡规律,难度中等.
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