Question

13．在一定温度下，将2.4molA和1.2molB两种气体相混合后于容积为2L的某密闭容器中，发生如下反应A（g）+B（g）?x C（g）+D（g）△H＜0，2min末反应达到平衡状态，生成了0.8molD，并测得C的浓度为0.4mol/L，请填写下列空白：
（1）x值等于1  2min内v（B）=0.2mol/（L．min）．
（2）A的转化率为33.3%．
（3）该反应达到平衡时，再向容器中加入1.2molA和0.6molB，再次达到平衡后，A的转化率不变（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）该反应的平衡常数的表达式k=$\frac{c（C）×c（D）}{c（A）×c（B）}$，450℃时平衡常数大于500℃时平衡常数（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（5）相同温度下，若起始时向该容器中充入0.4mol A、0.4mol B、0.2molC和0.2molD，反应达到平衡前，反应速率v_正＞v_逆（填“＞”或“＜”），达到平衡时D的浓度为0.15mol/L．

Answer 1

分析 在一定温度下，将2.4molA和1.2molB两种气体相混合后于容积为2L的某密闭容器中，2min末反应达到平衡状态，生成了0.8molD，并测得C的浓度为0.4mol/L，生成C为0.4mol/L×2=0.8mol，则：
             A（g）+B（g）?xC（g）+D（g）
起始量（mol）：2.4    1.2    0      0
变化量（mol）：0.8    0.8    0.8    0.8
平衡量（mol）：1.6    0.4    0.8    0.8
（1）物质的量之比等于化学计量数之比，则x=1，根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（B）；
（2）A的转化率=$\frac{物质的量变化量}{起始物质的量}$×100%；
（3）该反应达到平衡时，再向容器中加入1.2molA和0.6molB，等效为在原平衡基础上增大压强，反应前后气体的体积不变，增大反应体系的压强，平衡不移动；
（4）化学平衡常数是指：一定温度下，可逆反应到达平衡时，生成物的浓度系数次幂之积与反应物的浓度系数次幂之积的比，固体、纯液体不需要在化学平衡常数中写出；
正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小；
（4）反应前后气体的体积不变，增大反应体系的压强，平衡不移动；
（5）反应前后气体物质的量不变，用物质的量代替浓度代入K=$\frac{c（C）×c（D）}{c（A）×c（B）}$计算平衡常数，计算此时浓度商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；
结合平衡常数计算平衡时D的浓度．

解答 解：在一定温度下，将2.4molA和1.2molB两种气体相混合后于容积为2L的某密闭容器中，2min末反应达到平衡状态，生成了0.8molD，并测得C的浓度为0.4mol/L，生成C为0.4mol/L×2=0.8mol，则：
             A（g）+B（g）?xC（g）+D（g）
起始量（mol）：2.4   1.2     0     0
变化量（mol）：0.8   0.8     0.8   0.8
平衡量（mol）：1.6   0.4     0.8   0.8
（1）物质的量之比等于化学计量数之比，所以0.8mol：0.8mol=x：1，解得x=1，
v（B）=$\frac{\frac{0.8mol}{2L}}{2min}$=0.2mol/（L．min），
故答案为：1；0.2mol/（L．min）；
（2）A的转化率=$\frac{0.8mol}{2.4mol}$×100%=33.3%，
故答案为：33.3%；
（3）该反应达到平衡时，再向容器中加入1.2molA和0.6molB，等效为在原平衡基础上增大压强，反应前后气体的体积不变，增大反应体系的压强，平衡不移动，A的转化率不变，
故答案为：不变；
（4）A（g）+B（g）?xC（g）+D（g）的化学平衡常数表达式K=$\frac{c（C）×c（D）}{c（A）×c（B）}$，
正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，450℃时平衡常数大于500℃时平衡常数，
故答案为：$\frac{c（C）×c（D）}{c（A）×c（B）}$；大于；
（5）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K=$\frac{c（C）×c（D）}{c（A）×c（B）}$=$\frac{0.8×0.8}{1.6×0.4}$=1，算此时浓度商Qc=$\frac{0.2×0.2}{0.4×0.4}$=0.25＜K=1，反应向正反应进行，则v_正＞v_逆，
设平衡时转化的A为ymol，则：
             A（g）+B（g）?C（g）+D（g）
起始量（mol）：0.4   0.4     0.2   0.2
变化量（mol）：y      y       y     y
平衡量（mol）：0.4-y  0.4-y  0.2+y  0.2+y
所以$\frac{（0.2+y）×（0.2+y）}{（0.4-y）×（0.4-y）}$=1，解得y=0.1
故平衡时D的浓度为$\frac{0.3mol}{2L}$=0.15mol/L，
故答案为：＞；0.15mol/L．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、平衡常数计算及应用等，注意理解掌握根据平衡常数与浓度商判断反应进行方向．