Question

12．恒溫時(shí)，將2molA和2molB氣體投入固定容積為2L密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2A（g）+B（g）?xC （g）+D（s），10s時(shí)，測(cè)得A的物質(zhì)的量為1.7mol，C的反應(yīng)速率為0.0225mol•L^-1•s^-1；40s時(shí)反應(yīng)恰好處于平衡狀態(tài)，此時(shí)B的轉(zhuǎn)化率為20%．請(qǐng)?zhí)羁眨?br />（1）x=3
（2）從反應(yīng)開(kāi)始到10s，B的平均反應(yīng)速率為0.0075mol•L^-1•s^-1
（3）平衡時(shí)容器中B的體積分?jǐn)?shù)為40%
（4）該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為$\frac{{c}^{3}（C）}{{c}^{2}（A）×c（B）}$
（5）下列各項(xiàng)能表示該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)是CE
A．消耗A的物質(zhì)的量與生成D的物質(zhì)的量之比為2：1
B．容器中A、B的物質(zhì)的量 n（A）：n（B）=2：1
C．氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化
D．壓強(qiáng)不再變化
E．氣體密度不再變化．

Answer 1

分析 （1）10s內(nèi)△n（A）=0.3mol，△n（C）=0.0225mol•L^-1•s^-1×10s×2L=0.45mol，根據(jù)物質(zhì)的量變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算x的值；
（2）利用速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v（B）；
（3）反應(yīng)前后氣體的總物質(zhì)的量不變，結(jié)合B的轉(zhuǎn)化率計(jì)算平衡時(shí)B的物質(zhì)的量，而計(jì)算B的體積分?jǐn)?shù)；
（4）化學(xué)平衡常數(shù)是指：一定溫度下，可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，生成物的濃度系數(shù)次冪之積與反應(yīng)物的濃度系數(shù)次冪之積的比，固體、純液體不需要在化學(xué)平衡常數(shù)中寫(xiě)出；
（5）可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，同種物質(zhì)的正逆速率相等且保持不變，各組分的濃度、含量保持不變，由此衍生的其它一些量不變，判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不再變化說(shuō)明到達(dá)平衡．

解答 解：（1）10s內(nèi)△n（A）=2mol-1.7mol=0.3mol，△n（C）=0.0225mol•L^-1•s^-1×10s×2L=0.45mol，物質(zhì)的量變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則2：x=0.3mol：0.45mol，解得x=3，
故答案為：3；
（2）由于速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則v（B）=$\frac{1}{3}$v（C）=$\frac{1}{3}$×0.0225mol•L^-1•s^-1=0.0075mol•L^-1•s^-1，
故答案為：0.0075mol•L^-1•s^-1；
（3）40s時(shí)反應(yīng)恰好處于平衡狀態(tài)，此時(shí)B的轉(zhuǎn)化率為20%，反應(yīng)的B為2mol×20%=0.4mol，平衡時(shí)B為2mol-0.4mol=1.6mol，反應(yīng)前后氣體的總物質(zhì)的量不變，則B的體積分?jǐn)?shù)為$\frac{1.6mol}{2mol+2mol}$×100%=40%，
故答案為：40%；
（4）2A（g）+B（g）?xC （g）+D（s）的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{{c}^{3}（C）}{{c}^{2}（A）×c（B）}$，
故答案為：$\frac{{c}^{3}（C）}{{c}^{2}（A）×c（B）}$；
（5）A．消耗A的物質(zhì)的量與生成D的物質(zhì)的量之比始終為2：1，不能說(shuō)明到達(dá)平衡，故A錯(cuò)誤；
B．平衡時(shí)各組分物質(zhì)的量之比不一定等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，且A、B起始物質(zhì)的量為1：1，二者按2：1反應(yīng)，平衡時(shí)二者物質(zhì)的量之比不可能為2：1，故B錯(cuò)誤；
C．反應(yīng)前后混合氣體物質(zhì)的量不變，隨反應(yīng)計(jì)算混合氣體總質(zhì)量減小，氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化，說(shuō)明混合氣體總質(zhì)量不變，反應(yīng)到達(dá)平衡，故C正確；
D．反應(yīng)前后混合氣體物質(zhì)的量不變，恒溫恒容下，壓強(qiáng)始終不變，故D錯(cuò)誤；
E．隨反應(yīng)計(jì)算混合氣體總質(zhì)量減小，恒容條件下密度減小，氣體密度不再變化說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡，故E正確，
故選：CE．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡的計(jì)算、反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、化學(xué)平衡狀態(tài)判斷，注意判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不再變化說(shuō)明到達(dá)平衡．