Question

向一個容積為2L的恒溫容密閉容器中通入2molA，發生如下反應：
2A（g）?-2B（g）+C（？），5min后反應達到平衡，測得平衡后容器內的壓強和開始時相同，B在混合氣體中所占的體積分數是80%，反應吸收的熱量是56Kj．請填寫下列空白：
（1）該溫度下，下列敘述可以說明該反應已達平衡狀態的是

 

．
①V（A）=v（B）②v_正（A）=v_逆（B）
③A、B的物質的量相等④C的物質的量不再變化
⑤混合氣體的平均相對分子質量不再變化⑥混合氣體的密度不再變化
⑦混合氣體的總物質的量不再變化
（2）該溫度下，此反應的化學平衡常數為

 

，5min內用A表示的化學反應速率為

 

．
（3）該反應的熱化學反應方程式為

 

已知：該條件下產物C不為液態）．
（4）在該溫度下的速率時間圖象中，假設第6min時將容器體積從2L變為1L，請在右圖中補畫出該反應的速率隨時間的變化情況．
（5）保持恒溫容，在原平衡體系中再充入3molA，平衡將

 

 移動（填“向左”、“向右”或“不”），再達平衡時B的體積分數

 

 80%（填“＞”、“＜”或“=”．）

Answer 1

分析：2A（g）?2B（g）+C（？），5min后反應達到平衡，測得平衡后容器內的壓強和開始時相同，說明增大壓強平衡不移動，即反應前后氣體體積不變，所以C為非氣體；
（1）反應前后氣體的體積不變，當達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不變，由此衍生的一些物理量也不發生變化，以此進行判斷；
（2）利用三段式，根據B在混合氣體中所占的體積分數是80%，求出平衡時的濃度，再根據K的表達式求算；根據5min內A的濃度變化量求算v（A）；
（3）根據反應達到平衡時，反應吸收的熱量是56KJ，求出2molA完全反應時的熱效應，然后寫出熱化學方程式；
（4）第6min時將容器體積從2L變為1L，壓強增大平衡不移動，正逆速率增大；
（5）增大反應物平衡正移，由于反應前后氣體的體積不變，當達到平衡狀態時與原來平衡是等效平衡．

解答：解：2A（g）?2B（g）+C（？），5min后反應達到平衡，測得平衡后容器內的壓強和開始時相同，說明增大壓強平衡不移動，即反應前后氣體體積不變，所以C為非氣體；
（1）①V（A）=v（B），任何時刻都成立，所以不能判斷平衡狀態，故錯誤；
②，AB的計量數相等，當v_正（A）=v_逆（B）時，達到平衡狀態，故正確；
③A、B的物質的量是否相等與轉化率有關，所以A、B的物質的量相等不能說明是平衡狀態，故錯誤；
④達到平衡狀態時，各物質的物質的量不再變化，所以C的物質的量不再變化，是平衡狀態，故正確；
⑤氣體的物質的量不變，氣體的質量減小，所以混合氣體的平均相對分子質量逐漸減小，當混合氣體的平均相對分子質量不再變化即是平衡狀態，故正確；
⑥氣體的體積不變，氣體的質量減小，所以混合氣體的密度逐漸減小，當混合氣體的密度不再變化即是平衡狀態，故正確；
⑦反應前后，氣體的體積不變，所以混合氣體的總物質的量始終不變化，不能判斷平衡狀態，故錯誤；
故正確的有②④⑤⑥；
故答案為：②④⑤⑥；
（2）設參加反應的A為xmol，
              2A（g）?2B（g）+C（？）
起始量（mol）：2          0        0 
轉化量（mol）：x          x       

x

2

 
平衡量（mol）：2-x        x        

x

2

 已知B在混合氣體中所占的體積分數是80%，則

x

2-x+x

×100%=80%，所以x=1.6；
所以平衡時c（A）=

(2-1.6)mol

2L

=0.2mol/L，c（B）=

1.6mol

2L

=0.8mol/L，則K=

c2(B)

c2(A)

=

0．82

0．22

=16；
v（A）=

△c(A)

t

=

1.6mol 2L

5min

=0.16mol/（L?min）；
故答案為：16；0.16mol/（L?min）；
（3）已知反應消耗1.6molA時，反應吸收的熱量是56KJ，則2molA完全反應時：

2mol

1.6mol

=

△H

56KJ

，2molA完全反應時△H=+70KJ/mol，所以所以熱化學方程式為：2A（g）?2B（g）+C（s） H=+70KJ/mol，故答案為：2A（g）?2B（g）+C（s） H=+70KJ/mol；
（4）第6min時將容器體積從2L變為1L，壓強增大平衡不移動，正逆速率增大，所以該反應的速率隨時間的變化情況為：；
故答案為：；
（5）增大反應物平衡正移，由于反應前后氣體的體積不變，當達到平衡狀態時與原來平衡是等效平衡，各物質的平衡濃度不變，所以保持恒溫容，在原平衡體系中再充入3molA，平衡將向右移動，再達平衡時B的體積分數為80%；故答案為：向右；=．

點評：本題考查影響反應速率和平衡的因素、化學平衡的有關計算、等效平衡等，難度中等，注意對等效平衡的理解，掌握等效平衡規律．