Question

某温度下，将2mol A和2.8 mol B充入体积为2 L的恒容密闭容器中，发生如下反应：

aA（g）+B（g）2C（g）+ D（s） ，5 min后达到平衡。平衡时A为1.6mol，放出的热量为Q。在t₀时刻，若从平衡体系中分离出四分之一的混合气体，新平衡体系中c(A)为0.6mol／L。

（1） 5 min内用B表示该反应的化学反应速率为                  。

（2）该温度下，此可逆反应的逆反应的平衡常数为           。

（3）a的值为           。

（4）下列说法一定能说明上述反应已达到平衡状态的是           。

①单位时间里每生成1molB的同时消耗了2mol的C          ②D的物质的量不再变化

③混合气体的密度不再变化          ④混合气体的平均相对分子质量不再变化

⑤体系的压强不再变化

（5）该温度下，某同学设计了以下实验，请在空格中填入热量（含Q的表达式表示）

起始

n（A）/mol      起始

n（B）/mol      起始

n（C）/mol      起始

n（D）/mol      达到平衡时放出（或吸收）的热量

0                          1.6                       8                          足量                           

Answer

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

【解析】

试题分析：分析题意知，5 min后达到平衡。平衡时A为1.6mol，浓度为0.8 mol／L，从平衡体系中分离出四分之一的混合气体，相当于减小压强，剩余A的浓度为0.6mol／L，新平衡体系中c(A)仍为0.6mol／L，说明改变压强平衡不移动，该反应两边气体物质系数相等，a=1；利用三行式分析；根据题意知，

A（g）+B（g）2C（g）+ D（s）

起始浓度（mol／L）  1   1.4   0   0

转化浓度（mol／L） 0.2      0.2         0.4      

平衡浓度（mol／L） 0.8      1.2         0.4

（1）根据公式V=Δc/Δt代入数据计算，5 min内用B表示该反应的化学反应速率为0.04mol/(L·min)；（2）将平衡浓度代入该反应的平衡常数表达式计算，K=1/6，则逆反应的平衡常数为6；（3）由上述分析知，a=1；（4）化学平衡状态的判据：①用v正=v逆判断，双向同时，符合比例②用量判断，变量不变，已达平衡。恒量不能作为平衡标志。① 生成B和消耗C ，均为逆反应，不能作为平衡标志； ②D的物质的量不再变化，可作平衡标志；③根据密度的定义式，混合气体的密度为变量，其不再变化，已达平衡；④根据M=m/n，气体的质量为变量，混合气体的平均相对分子质量为变量，其不再变化，已达平衡；⑤等温等容条件下，气体的物质的量为恒量，体系的压强为恒量，不能作平衡标志，综上所述选②③④；（5）根据等效平衡知识，两个投料途径会达到同一平衡状态，利用三行式分析，平衡时生成A为3.2mol,吸收的热量为8Q。

考点：考查化学反应速率和化学平衡的相关计算。