题目内容

一定温度下,向容积为1L的密闭容器中充入2mol A和1mol B,发生反应:2A(g)+B(g)?3C(g)+D(s),5min后反应达到平衡,这时C的浓度为1.2mol/L,则:
(1)5min内A的速率v(A)=
 
mol/(L?min).
(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是
 
.
A.混合气体的压强保持不变
B.单位时间生成2mol A的同时生成1mol B
C.混合气体的密度保持不变
D.A、B、C的物质的量之比为2:1:3
(3)该反应的平衡常数表达式为K=
 
,该温度下此反应的平衡常数的数值是
 
.
(4)在此条件下平衡时,B的转化率是
 
.
(5)若升高温度,混合气体的平均相对摩尔质量减小,则正反应为
 
(填“吸热”或“放热”)反应.
分析:(1)根据C的浓度变化求出C的反应速率,再求出A的速率;
(2)根据该反应的特点:反应前后气体体积不变,反应后气体质量减少,进行判断;
(3)K的表达式中不包括固体,根据已知数据求出平衡后各气体的浓度,再求K值;
(4)根据已知数据求出B参加反应的量,再求出转化率;
(5)反应前后气体总物质的量不变,反应后气体质量减少,已知平均相对摩尔质量减小,则说明平衡正向移动,故正反应为吸热反应.
解答:解:(1)设消耗的A为xmol/L
                2A(g)+B(g)?3C(g)+D(s)
起始浓度(mol/L) 2       1       0     
消耗浓度(mol/L) x      
x
2
     
3x
2
    
平衡浓度(mol/L)2-x     1-
x
2
     
3x
2

已知平衡时C的浓度为1.2mol/L,即
3x
2
=1.2,解得:x=0.8,v(A)=
△c
t
=
0.8mol/L
5min
=0.16mol/(L?min);故答案为:0.16;
(2)A.反应前后气体物质的量不变,故不能用混合气体的压强判断平衡,故A错误;
B.单位时间生成2mol A的同时生成1mol B,都是向正反应方向,故不能判断平衡,故B错误;
C.反应前后气体体积不变,反应后气体质量减少,则混合气体密度减小,故能用密度判断,故C正确;
D.不能用物质的量之比来判断平衡,故D错误;
故答案为C.
(3)K的表达式中不包括固体,则K=
c3(C)
c2(A)?c(B)
,根据已知数据求出平衡后各气体的浓度分别为:c(A)=1.2mol/L,c(B)=0.6mol/L,c(C)=1.2mol/L  故K=
1.23
1.22?0.6
=2,故答案为:2;
(4)根据已知数据求出B参加反应的量,再求出转化率,即转化率=
0.4
1
×100%=40%,故答案为:40%;
(5)反应前后气体总物质的量不变,反应后气体质量减少,则正反应方向为平均相对摩尔质量减小的方向,已知平均相对摩尔质量减小,则说明平衡正向移动,故正反应为吸热反应.
点评:本题考查了反应速率的计算、平衡状态的判断、平衡常数、转化率、平衡移动,要注意固体和纯液体不能写入K的表达式中.
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