Question

某溫度下，將2mol A和2.8 mol B充入體積為2 L的恒容密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：
aA（g）+B（g）2C（g）+ D（s） ，5 min后達(dá)到平衡。平衡時A為1.6mol，放出的熱量為Q。在t₀時刻，若從平衡體系中分離出四分之一的混合氣體，新平衡體系中c(A)為0.6mol／L。
（1） 5 min內(nèi)用B表示該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率為                 。
（2）該溫度下，此可逆反應(yīng)的逆反應(yīng)的平衡常數(shù)為          。
（3）a的值為          。
（4）下列說法一定能說明上述反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是          。
①單位時間里每生成1molB的同時消耗了2mol的C         ②D的物質(zhì)的量不再變化
③混合氣體的密度不再變化         ④混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化
⑤體系的壓強(qiáng)不再變化
（5）該溫度下，某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)，請?jiān)诳崭裰刑钊霟崃浚ê琎的表達(dá)式表示）

起始 n（A）/mol	起始 n（B）/mol	起始 n（C）/mol	起始 n（D）/mol	達(dá)到平衡時放出（或吸收）的熱量
0	1.6	8	足量

 

Answer 1

（1） 0.04mol/(L·min) (2分) （2）  6(2分) （3） 1 (2分) （4） ②③④ (2分) （5）8Q(2分)

試題分析：分析題意知，5 min后達(dá)到平衡。平衡時A為1.6mol，濃度為0.8 mol／L，從平衡體系中分離出四分之一的混合氣體，相當(dāng)于減小壓強(qiáng)，剩余A的濃度為0.6mol／L，新平衡體系中c(A)仍為0.6mol／L，說明改變壓強(qiáng)平衡不移動，該反應(yīng)兩邊氣體物質(zhì)系數(shù)相等，a=1；利用三行式分析；根據(jù)題意知，
A（g）+B（g）2C（g）+ D（s）
起始濃度（mol／L）  1   1.4   0   0
轉(zhuǎn)化濃度（mol／L） 0.2      0.2         0.4      
平衡濃度（mol／L） 0.8      1.2         0.4
（1）根據(jù)公式V=Δc/Δt代入數(shù)據(jù)計(jì)算，5 min內(nèi)用B表示該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率為0.04mol/(L·min)；（2）將平衡濃度代入該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算，K=1/6，則逆反應(yīng)的平衡常數(shù)為6；（3）由上述分析知，a=1；（4）化學(xué)平衡狀態(tài)的判據(jù)：①用v_正=v_逆判斷，雙向同時，符合比例②用量判斷，變量不變，已達(dá)平衡。恒量不能作為平衡標(biāo)志。① 生成B和消耗C ，均為逆反應(yīng)，不能作為平衡標(biāo)志； ②D的物質(zhì)的量不再變化，可作平衡標(biāo)志；③根據(jù)密度的定義式，混合氣體的密度為變量，其不再變化，已達(dá)平衡；④根據(jù)M=m/n，氣體的質(zhì)量為變量，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為變量，其不再變化，已達(dá)平衡；⑤等溫等容條件下，氣體的物質(zhì)的量為恒量，體系的壓強(qiáng)為恒量，不能作平衡標(biāo)志，綜上所述選②③④；（5）根據(jù)等效平衡知識，兩個投料途徑會達(dá)到同一平衡狀態(tài)，利用三行式分析，平衡時生成A為3.2mol,吸收的熱量為8Q。