Question

14．t℃时，将3mol A和1mol B气体通入容积为2L恒容的密闭容器中，发生如下反应：3A（g）+B（g）?xC（g），2min时反应到达平衡状态（温度不变），此时容器内剩余了0.8mol B，并测得C的浓度为0.4mol•L^-1．请填写下列空白：
（1）从反应开始到平衡状态，生成C的平均反应速率为0.2mol/（L．min）．
（2）x=4．    t℃时，该反应的化学平衡常数K=0.037（小数点后保留三位）．
（3）下列说法中可说明该反应已达化学平衡状态的有BC             （填字母）．
A．总压保持不变         B．各物质的浓度不再变化   C．相同时间内消耗3mol A同时生成1molB
D．混合气体的密度不变   E．混合气体的平均相对分子质量不变
（4）若向原平衡混合物的容器中再充入a molC，在t℃时达到新的平衡，此时B的物质的量为（0.8+0.2a）mol（用含a的代数式表示）．若再充入少量Ne，平衡不移动（填“左”、“右”或“不”）．
（5）保持温度和容积不变，对原平衡混合物中三者的物质的量作如下调整，可使平衡向右移动的是D（填字母）．
A．均减半         B．均加倍        C．均增加0.4mol     D．均减少0.4mol．

Answer 1

分析 （1）根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（C）；
（2）t℃时，将3mol A和1mol B气体通入容积为2L恒容的密闭容器中，2min时反应到达平衡状态（温度不变），此时容器内剩余了0.8mol B，并测得C的浓度为0.4mol•L^-1．则：
           3A（g）+B（g）?xC（g）
起始量（mol）：3     1        0
变化量（mol）：0.6   0.2      0.2x
平衡量（mol）：2.4   0.8      0.2x，
结合C浓度可知x=4，再根据K=$\frac{{c}^{4}（C）}{{c}^{3}（A）×c（B）}$计算平衡常数；
（3）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；
（4）若向原平衡混合物的容器中再充入a molC，反应前后气体物质的量不变，与原平衡为等效平衡，平衡时同种物质的含量不变；
若再充入少量Ne，恒温恒容下，反应各组分浓度不变，平衡不移动；
（5）A．物质的量均减半，等效为降低压强；
B．物质的量均加倍，等效为增大压强；
CD．计算浓度商Qc，若Qc=K，处于平衡状态，若Qc＜K，反应向正反应进行，若Qc＞K，反应向逆反应进行．

解答 解：（1）2min到达平衡时C的浓度为0.4mol•L^-1，则v（C）=$\frac{0.4mol/L}{2min}$=0.2mol/（L．min），
故答案为：0.2mol/（L．min）；
（2）t℃时，将3mol A和1mol B气体通入容积为2L恒容的密闭容器中，2min时反应到达平衡状态（温度不变），此时容器内剩余了0.8mol B，并测得C的浓度为0.4mol•L^-1，则：
           3A（g）+B（g）?xC（g）
起始量（mol）：3     1       0
变化量（mol）：0.6   0.2    0.2x
平衡量（mol）：2.4   0.8    0.2x，
则0.2x=0.4mol/L×2L，故x=4，
反应前后气体物质的量不变，用物质的量代替浓度计算平衡常数，则平衡常数K=$\frac{{c}^{4}（C）}{{c}^{3}（A）×c（B）}$=$\frac{0．{8}^{4}}{2．{4}^{3}×0.8}$=0.037，
故答案为：4；0.037；
（3）A．反应前后气体物质的量不变，恒温恒容下总压始终保持不变，故A错误；
B．各物质的浓度不再变化，说明反应到达平衡，故B正确；
C．相同时间内消耗3mol A同时生成1molB，而消耗3mol时会消耗1molB，B的生成速率与消耗速率相等，反应到达平衡状态，故C正确；
D．混合气体总总质量不变，容器容积不变，混合气体的密度为定值，故D错误；
E．混合气体总质量不变、总物质的量不变，混合气体的平均相对分子质量为定值，故E错误，
故选：BC；
（4）若向原平衡混合物的容器中再充入a molC，反应前后气体物质的量不变，与原平衡为等效平衡，平衡时B的含量不变，故平衡时B的物质的量为（4+a）mol×$\frac{0.8mol}{4mol}$=（0.8+0.2a）mol；
若再充入少量Ne，恒温恒容下，反应各组分浓度不变，平衡不移动，
故答案为：（0.8+0.2a）；不；
（5）A．物质的量均减半，等效为降低压强，反应气体气体体积不变，平衡不移动，故A错误；
B．物质的量均加倍，等效为增大压强，反应气体气体体积不变，平衡不移动，故B错误；
C．浓度商Qc=$\frac{1．{2}^{4}}{2．{8}^{3}×1.2}$=0.079＞K=0.037，反应向逆反应进行，故C错误；
D．浓度商Qc=$\frac{0．{4}^{4}}{{2}^{3}×0.4}$=0.008＜K=0.037，反应向正反应进行，故D正确；
故选D．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、平衡状态判断、反应速率计算、平衡常数计算及应用等，注意对等效平衡规律的理解，难度中等．