Question

某温度下，在2L密闭容器中充入4molA气体和3molB气体，发生下列反应：2A(g)+B(g) C(g)+xD(g)，5s达到平衡。达到平衡时，生成了1mol C，测定D的浓度为1mol/L。

(1)求x =____。

(2)求这段时间A的平均反应速率为_____。

(3)平衡时B的浓度为______。

(4)下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是_____

A 单位时间内每消耗2 mol A，同时生成1molC

B 单位时间内每生成1molB，同时生成1mol C

C D的体积分数不再变化

D 混合气体的压强不再变化

E B、C的浓度之比为1∶1

Answer

2 0.2 mol/(L•s) 1mol/L BC

【解析】

(1)达到平衡时，生成了1mol C，测定D的浓度为1mol/L，则生成D为2mol，n(C)：n(D)=1：x，求解可得；

(2)先计算V(C)，然后根据用不同物质表示反应速率时，速率比等于化学计量数的比计算V(A)；

(3)生成1molC，则B转化1mol，则平衡时B的物质的量可用开始时的物质的量减去反应消耗的物质的量，据此计算可得；

(4)根据平衡状态特征：V正=V逆，各组分含量保持不变分析。

(1)达到平衡时，生成了1mol C，测定D的浓度为1mol/L，则生成D为2mol，n(C)：n(D)=1：x，解得x=2；

(2)V(C)===0.1mol/(L·s)，根据方程式在物质反应关系可知V(A)：V(C)=2:1，所以V(A)=2 V(C)=0.2 mol/(L·s)；

(3)生成1molC，则根据物质反应转化关系可得B转化1mol，故平衡时B由3mol-1mol=2mol，则平衡时c(C)= 2mol ÷2L=1mol/L；

(4)A.根据反应2A(g)+B(g)C(g)+xD(g)可知：单位时间内每消耗2 mol A，始终生成1mol C，均为正反应速率，不能说明反应是否达到平衡状态，A错误；

B.单位时间内每生成1mol B，则会消耗1molC，同时生成1mol C，说明对于C物质来说V正=V逆，反应达到平衡状态，B正确；

C.D的体积分数不再变化，说明反应体系中任何一种物质的物质的量不变，反应达到平衡状态，C正确；

D.根据反应方程式2A(g)+B(g)C(g)+2D(g)可知：该反应是反应前后气体体积不变的反应，因此混合气体的压强始终不变，不能据此判断平衡状态，D错误；

E.B、C的化学计量数相等，因此不能根据B、C浓度之比为1：1判断反应是否达到平衡状态，D错误；

故合理选项是BC。