Question

在一定温度下，将2.4 mol A和1.2 mol B两种气体相混合后于容积为2 L的某密闭容器中，发生如下反应A（g）+B（g）xC（g）+D（g） △H<0，2 min末达到平衡状态，生成了0.8 mol D，并测得C的浓度为0.4 mol/L，请填写下列空白：

（1）x值等于________________，2 min内v（B）=               。

（2）A的转化率为_________________。

（3）该反应达到平衡时，再向容器中加入1.2 molA和0.6 molB，再次达到平衡后，A的转化率               （填“增大”、“减小”或“不变”） 。

（4）该反应的平衡常数的表达式K=              ，450℃时平衡常数___________500℃时平衡常数（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（5）相同温度下，若起始时向该容器中充入0.4 mol A、0.4 mol B、0.2 molC和0.2 molD，反应达到平衡前，反应速率v_正         v_逆（填“>” 或 “<”），达到平衡时D的浓度为                。

Answer

（1）1 0.2mol/（L·min）

（2）33.3% （3）不变

（4）c（C）·c（D）/c（A）·c（B） 大于

（5）>（2分） 0.15mol/L

【解析】

试题分析：在一定温度下，将2.4molA和1.2molB两种气体相混合后于容积为2L的某密闭容器中，2min末反应达到平衡状态，生成了0.8molD，并测得C的浓度为0.4mol/L，生成C为0.4mol/L×2=0.8mol，则：

A（g）+B（g）xC（g）+D（g）

起始量（mol）：2.4 1.2 0 0

变化量（mol）：0.8 0.8 0.8 0.8

平衡量（mol）：1.6 0.4 0.8 0.8

（1）物质的量之比等于化学计量数之比，所以0.8mol：0.8mol=x：1，解得x=1；v（B）= ＝0.2mol/（L．min）；

（2）A的转化率=×100%=33.3%；

（3）该反应达到平衡时，再向容器中加入1.2molA和0.6molB，等效为在原平衡基础上增大压强，反应前后气体的体积不变，增大反应体系的压强，平衡不移动，A的转化率不变；

（4）A（g）+B（g）C（g）+D（g）的化学平衡常数表达式K＝c（C）·c（D）/c（A）·c（B）；正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，450℃时平衡常数大于500℃时平衡常数；

（5）反应前后气体物质的量不变，用物质的量代替浓度计算平衡常数，则K＝c（C）·c（D）/c（A）·c（B）＝＝1，此时浓度商Qc＝＝0.25＜K=1，反应向正反应进行，则v正＞v逆，设平衡时转化的A为ymol，则：

A（g）+B（g）C（g）+D（g）

起始量（mol）：0.4 0.4 0.2 0.2

变化量（mol）：y y y y

平衡量（mol）：0.4-y 0.4-y 0.2+y 0.2+y

所以（0.2+y）×（0.2+y）/（0.4−y）×（0.4−y）＝1，解得y=0.1

故平衡时D的浓度为0.3mol÷2L＝0.15mol/L。

【考点定位】本题考查化学平衡计算与影响因素、平衡常数计算及应用等

【名师点晴】解答时注意理解掌握根据平衡常数与浓度商判断反应进行方向，注意三段式在化学计算中的应用。对于比较复杂的化学反应速率的计算题一般按以下步骤（即三段式）：

①写出有关反应的化学方程式；

②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；

③根据已知条件列方程式计算。

例如：反应 mA ＋ nBpC

起始浓度/（mol·L－1） a b c

转化浓度/（mol·L－1） x

某时刻浓度/（mol·L－1） a－x b－ c＋