Question

【題目】在一定溫度下，將2molA和2molB兩種氣體相混合于容積為2L的某密閉容器中，發生如下反應：3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)，2min末反應達到平衡狀態，此時測得D、C的濃度均為0.4mol/L，請填寫下列空白：

(1)x值等于_____________。

(2)A的轉化率為_______________。

(3)生成D的反應速率為_____________。

(4)如果增大反應體系的壓強，則平衡體系中C的質量分數 _________（增大、減小或不變）。

(5)在此溫度下，該化學反應的平衡常數k=__________

Answer 1

【答案】x=2 60% 0.2 mol/(L·min) 不變 K= 0.5

【解析】

(1)平衡時C、D的濃度為0.4mol/L，則n(C)=n(D)=0.4mol/L×2L=0.8mol，結合n(D)利用物質的量之比等于化學計量數之比計算x；

(2)根據平衡時n(D)，由方程式可知參加反應的n(A)，再根據轉化率定義計算A的轉化率；

(3)根據v(D)=計算反應速率；

(4)若反應前后氣體的物質的量不變，增大壓強，平衡不移動，平衡體系中C的質量分數不變；若反應前后氣體的物質的量變化，增大壓強平衡向氣體物質的量減小的方向移動，氣體的總質量不變，據此判斷；

(5)平衡常數指指在一定溫度下，可逆反應達到平衡時各生成物濃度的化學計量數次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積所得的比值。

(1)平衡時C的濃度為0.4mol/L，則n(C)=n(D)=0.4mol/L×2L=0.8mol，由于物質發生化學反應時變化的物質的量之比等于化學計量數之比，所以0.8mol：0.8mol=x：2，解得x=2；

(2)平衡時n(D)=0.8mol，由方程式可知參加反應的n(A)=n(D)=×0.8mol=1.2mol，所以A的轉化率為×100%=60%；

(3)v(D)==0.2mol/(Lmin)；

(4)該反應是反應前后氣體的物質的量不變的反應，所以增大壓強，化學平衡不移動，因此平衡體系中C的質量分數不變；

(5)在反應開始時c(A)=c(B)=2mol÷2L=1mol/L，c(C)=c(D)=0，反應達到平衡時，c(C)=c(D)=0.4mol/L，根據物質反應關系可知反應消耗的A的濃度是0.6mol/L、B的濃度是0.2mol/L，所以平衡時A、B的濃度分別是c(A)=1mol/L-0.6mol/L=0.4mol/L；c(B)=1mol/L-0.2mol/L=0.8mol/L，所以該反應的化學平衡常數K==0.5。