题目内容

一定温度下,将3mol A气体和1molB气体通入一密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)?xC(g).请填写下列空白:
(1)若容器体积同定为2L,反应2min时测得剩余0.6mol B,C的浓度为0.4mol/L.
①2min内,A的平均反应速率为
 
;x=
 
;
②若反应经4min达到平衡,平衡时C的浓度
 
0 8mol/L (填“大于”、“等于”或“小于”);
③平衡混合物中c的体积分数为22%,则B的转化率是
 
;
④改变起始物质加入的量,欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与原平衡相等,起始加入的三种物质的物质的量n(A)、n(B)、n(C)之间应该满足的关系式为
 
.
(2)若维持容器压强不变:
①达到平衡时C的体积分数
 
22%(填“大于”、“等于”或“小于”);
②改变起始物质加入的量,欲使反应达到平衡时C的物质的量是原平衡的2倍,则应加入
 
mol A气体和
 
mol B气体.
考点:化学平衡的计算
专题:化学平衡专题
分析:(1)①计算参加反应B的物质的量,再根据方程式计算参加反应A的物质的量,根据v=
△n
V
△t
计算v(A);
根据n=cV计算生成C的物质的量,利用物质的量之比等于化学计量数之比计算x;
②随着反应的进行,反应速率逐渐减小,若反应经4min达到平衡,后2min的平均速率小于前2min的平均速率,后2min内C的浓度变化小于0.4mol/L;
③平衡混合物中,C的体积分数为22%,设转化了ymolB,利用三段式表示出平衡时各组分的物质的量,利用C的体积分数列方程计算y,进而计算B的转化率;
④改变起始物质加入的量,欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与原平衡相等,为等效平衡,若反应前后气体的化学计量不相等,恒温恒容条件下,按照化学计量数将C的物质的量转化成A和B,满足3molA气体和1molB即可,如反应前后气体的化学计量数相等,按照化学计量数将C的物质的量转化成A和B,满足n(A):n(B)=3:1;
(2)①若维持容器压强不变,判断条件体积变化,等效为压强变化,分析平衡移动方向;
②若维持容器压强不变,改变起始物质加入的量,欲使反应达到平衡时C的物质的量是原平衡的2倍,与原平衡等效,反应物转化率相等,应满足A、B的物质的量之比与初始配比数相等且为原来的2倍.
解答: 解:(1)反应2min时测得剩余0.6mol B,则参加反应的B为1mol-0.6mol=0.4mol,由方程式可知参加反应的A为0.4mol×3=1.2mol,故v(A)=
1.2mol
2L
2min
=0.3mol/(L?min),
C的浓度为0.4mol/L,则生成C的物质的量=2L×0.4mol/L=0.8mol,则0.4mol:0.8mol=1:x,解得x=2,
故答案为:0.3mol/(L?min);2;
②随着反应的进行,反应速率逐渐减小,若反应经4min达到平衡,后2min的平均速率小于前2min的平均速率,前2min内C的浓度变化为0.4mol/L,则后2min内C的浓度变化小于0.4mol/L,故平衡时C的浓度小于0.8mol/L,
故答案为:小于;
③平衡混合物中,C的体积分数为22%,设转化了xmolB,则有:
           3A(g)+B(g)═2C(g)
起始(mol):3       1       0
转化(mol):3x      x      2x
平衡(mol):3-3x  1-x      2x
2x
3-3x+1-x2x
=22%,x=0.36,
则B的转化率是
0.36mol
1mol
×100%=18%,
故答案为:36%;
④若改变起始物质加入的量,欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与原平衡相等,说明两个平衡为等效平衡,反应前后气体的化学计量不相等,恒温恒容条件下,按照化学计量数将C的物质的量转化成A和B,满足3molA气体和1molB即可,即起始加入的三种物质的物质的量n(A)、n (B)、n(C)之间应满足的关系式:n(A)+
3
2
n(C)=3、n(B)+
1
2
n(C)=1,
故答案为:n(A)+
3
2
n(C)=3、n(B)+
1
2
n(C)=1;
(2)①容器体积固定时C的体积分数为22%,若维持容器压强不变,应缩小体积,等效为增大压强,平衡向正方向移动,则达到平衡时C的体积分数大于22%,
故答案为:大于;
②若维持容器压强不变,改变起始物质加入的量,欲使反应达到平衡时C的物质的量是原平衡的2倍,与原平衡等效,反应物转化率相等,应满足A、B的物质的量之比与初始配比数相等且为原来的2倍,则应加入6molA,2molB,
故答案为:6;2.
点评:本题综合考查化学平衡的计算,难度中等,注意利用三段式法解答该题,易错点为(2),注意等效平衡的理解和应用.
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