Question

一定温度下，将3molA气体和1molB气体通过一密闭容器中，发生如下反应：

3A(g)+B (g)xC(g)。请填写下列空白：

（1）若容器体积固定为2L，反应1min时测得剩余1.8molA，C的浓度为0.4mol/L。

①1min内，B的平均反应速率为_________；x_________；

②若反应经2min达到平衡，平衡时C的浓度_________0.8mol/L(填“大于”、“等于”或“小于”)；

③平衡混合物中，C的体积分数为22%，则A的转化率是_________；

④改变起始物质加入的量，欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与原平衡相等，起始加入的三种物质的物质的量n(A)、n(B)、n(C)之间应满足的关系式_________。

（2）若维持容器压强不变

①达到平衡时C的体积分数_________22%，(填“大于”、“等于”或“小于”)；

②改变起始物质加入的量，欲使反应达到平衡时C的物质的量是原平衡的2倍，则应加入_________molA气体和_________molB气体。

Answer

（1）①0.2 mol/(L·min)，x=2。②小于。③A的转化率是36%   ④n(A)+3n(C)/2=3    n(B)+ n(C)/2=1。   

（2）若维持容器压强不变：①因为正反应是一个气体分子数减少的反应，则平衡向正反应方向进行，则达到平衡时C的体积分数大于22%。

②在同温同压下，欲使反应达到平衡时C的物质的量是原平衡的2倍，则应加入6molA气体和2molB气体。

【解析】（1）①消耗A是1.2mol，则消耗B是0.4mol，所以B的反应速率是0.2 mol/(L·min)；生成C是0.8mol，所以根据变化量之比是相应的化学计量数之比可知，x＝2。

②随着反应的进行，反应物的浓度逐渐减小，因此反应速率是逐渐减小的，所以若反应经2min达到平衡，平衡时C的浓度小于0.8mol/L。

③设消耗A的物质的量是y，则消耗B是y/3mol，生成C是2y/3mol，所以有，解得y＝1.08mol，所以转化率是1.08÷3＝0.36，即36％。

④由于体积不变，所以要满足等效，则换算后A和B的物质的量分别等于3mol和1mol，因此根据方程式可知，n(A)+3n(C)/2=3、n(B)+ n(C)/2=1。

（2）①正反应是体积减小的，因此压强也是减小的，所以要保持压强不变，则有利于提高反应物的转化率，所以达到平衡时C的体积分数大于22％。

②由于压强和温度不变，所以要满足等效，则换算后A和B的物质的量之比满足3︰1即可，所以欲使反应达到平衡时C的物质的量是原平衡的2倍，则应加入6molA和2molB。