Question

【題目】一定條件下，將3 molA氣體和1mol B氣體通入一容積固定為2L的密閉容器中，發生如下反應：3A(g)＋B(g)xC(g)，請填寫下列空白：

(1)反應1min時測得剩余1.8molA，C的濃度為0.4mol/L，則1min內，B的平均反應速率為_____________；x為_______________。

(2)若反應經2min達到平衡，平衡時C的濃度_______0.8mol/L(填“大于，小于或等于”)。

(3)若已知達平衡時，該容器內混合氣體總壓強為P，混合氣體起始壓強為P0。請用P0、P來表示達平衡時反應物A的轉化率α(A)為_______________%。

(4)能夠說明該反應達到平衡的標志是_____________。

A.容器內混合氣體的密度保持不變B.υ(A)=3υ(B)

C.A、B的濃度之比為3:1 D.單位時間內消耗3n molA的同時生成n molB

E.體系的溫度不再變化

Answer 1

【答案】0.2mol/(Lmin) 2 小于 DE

【解析】

(1)利用轉化物質的量之比等于化學計量數之比計算變化的B的量，結合υ(B)=計算，利用轉化物質的量之比等于化學計量數之比根據x的值；

(2)根據隨著反應的進行反應物的濃度減少，反應速率減慢，據此判斷；

(3)相同條件下，壓強之比等于物質的量之比，據此計算平衡后混合氣體總的物質的量，利用差量法計算參加反應的A的物質的量，再根據轉化率定義計算。

(4)根據平衡狀態時物質的濃度不變、物質的含量不變及同一物質表示的正、逆反應速率相等判斷平衡狀態。

(1)反應1min時測得剩余1.8molA，C的濃度為0.4mol/L，由于反應開始時A的物質的量是3mol，則參加反應的A的物質的量△n(A)=3mol-1.8mol=1.2mol，由于參加反應的物質的量之比等于化學計量數之比，則參加反應的B的物質的量△n(B)=1.2mol×=0.4mol，υ(B)==0.2mol/(Lmin)，生成的C的物質的量n(C)=0.4mol/L×2L=0.8mol，由方程式可知，A、C變化的物質的量的比=1.2mol：0.8mol=3：x，解得x=2；

(2)隨著反應的進行，物質的濃度逐漸降低，反應速率逐漸減小，若反應經2min達到平衡，后1min的平均速率小于前1min的平均速率，前1min內C的濃度變化為0.4mol/L，則后1min內C的濃度變化小于0.4mol/L，故平衡時C的濃度小于0.8mol/L；

(3)若已知達平衡時，該容器內混合氣體總壓強為P，混合氣體起始壓強為P0，則平衡后混合氣體總的物質的量n(平衡)=(3mol+1mol)×mol，故平衡后混合氣體物質的量減少量為(4-)mol，則根據反應方程式：

3A(g)＋B(g)2C(g) 物質的量減少△n

3 2

n(A) (4-)mol

故n(A)= (4-)mol×= (6-)mol，所以A物質的轉化率為×100%=%。

(4) A.由于反應混合物都是氣體，容器的容積不變，因此任何條件下氣體的密度都不變，故不能根據容器內混合氣體的密度保持不變判斷平衡狀態，A錯誤；

B.在任何條件下用A、B表示的反應速率都符合關系υ(A)=3υ(B) ，所以不能確定反應是否達到平衡狀態，B錯誤；

C.A、B兩種物質加入的物質的量的比是3:1，消耗的物質的量的比是3:1，因此無論反應是否達到平衡狀態，A、B的濃度之比總為3:1，不能據此判斷是否為平衡狀態，C錯誤；

D.單位時間內消耗3n molA，就會消耗nmolB，同時生成n molB，說明B的濃度不變，反應達到平衡狀態，D正確；

E.任何反應過程中都有化學鍵的斷裂和形成，因此都會有能量發生變化，若體系的溫度不再變化，說明反應達到平衡狀態，E正確；

故合理選項是DE。