Question

5．一定温度下，将3molA气体和1molB气体通过一密闭容器中，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1min时测得剩余1.8molA，C的浓度为0.4mol•L^-1．
①1min内，B的平均反应速率为0.2mol/（L．min）；x=2；
②若反应经2min达到平衡，平衡时C的浓度小于0.8mol•L^-1 （填“大于”、“等于”或“小于”）；
③平衡混合物中，C的体积分数为22%，则A的转化率是36.1%；
（2）一定温度下，可逆反应2NO+O₂?2NO₂在体积固定的密闭容器中反应，达到平衡状态标志是②④⑤⑥⑦⑧；
①单位时间内生成n molO₂，同时生成2n mol NO
②单位时间内生成2nmolNO₂，同时生成2n mol NO
③用NO、O₂、NO₂的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2：1：2
④混合气体的总压强不随时间的变化而改变   ⑤混合气体的颜色不再改变
⑥混合气体的平均摩尔质量不再改变    ⑦O₂的物质的量浓度不变
⑧一个O=O键断裂的同时，有两个NO分子形成
⑨一个O=O键断裂的同时，有两个NO₂分子形成．

Answer 1

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1min时测得剩余1.8molA，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根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（B），结合C的浓度计算x；
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；
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22%列方程计算解答；
（2）可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等，各组分的浓度、含量保持不变，由此衍生的其它一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不再变化说明到达平衡．

解答 解：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1.8mol A，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
①v（B）=$\frac{\frac{0.4mol}{2L}}{1min}$=0.2mol/（L．min），0.4mol/L×2L=0.4x，则x=2，
故答案为：0.2mol/（L．min）；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$\frac{2y}{4-2y}$=22%，解得y=$\frac{22}{61}$，故A的转化率为$\frac{3×\frac{22}{61}mol}{3mol}$×100%≈36.1%，
故答案为：36.1%；
（2）①单位时间内生成n molO₂，同时生成2n mol NO，均表示逆反应速率，反应始终按该比例关系进行，不能说明到达平衡，故错误；
②单位时间内生成2nmolNO₂，同时生成2n mol NO，而生成2nmolNO₂需要消耗2n molNO，说明NO的生成速率与消耗速率相等，反应到达平衡，故正确；
③用NO、O₂、NO₂的物质的量浓度变化表示的反应速率等于其化学计量数之比，反应始终按该比例关系进行，不能说明到达平衡，故错误；
④随反应进行混合气体物质的量减小，恒温恒容下压强减小，混合气体的总压强不随时间的变化而改变，说明到达平衡，故正确；
⑤混合气体的颜色不再改变，说明二氧化氮的浓度不变，反应到达平衡，故正确；
⑥混合气体总质量不变，随反应进行总物质的量减小，则平衡摩尔质量发生变化，当混合气体的平均摩尔质量不再改变时，反应到达平衡，故正确；
⑦O₂的物质的量浓度不变，说明反应到达平衡，故正确；
⑧一个O=O键断裂的同时，有两个NO分子形成，而一个O=O键断裂的同时有两个NO分子消耗，NO的生成速率与消耗速率相等，反应到达平衡，故正确；
⑨一个O=O键断裂的同时，有两个NO₂分子形成，均表示正反应速率，反应始终按该比例关系进行，不能说明到达平衡，故错误；
故选：②④⑤⑥⑦⑧．

点评 本题考查化学平衡计算、反应速率计算与影响因素、平衡状态判断，难度不大，（1）中②注意根据反应速率分析前、后1min内C的浓度变化量，（2）中注意判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不再变化说明到达平衡．