Question

将气体A、B置于固定容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)，反应进行到10 s末，达到平衡，测得A的物质的量为1.8 mol，B的物质的量为0.6 mol，C的物质的量为0.8 mol。

（1）用C表示10 s内反应的平均反应速率为____。

（2）反应前A的物质的量浓度是____。

（3）10 s末，生成物D的浓度为__。

（4）A与B的平衡转化率之比为___。

（5）反应过程中容器内气体的平均相对分子质量变化是_（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），气体的密度变化是___。

（6）平衡后，若改变下列条件，生成D的速率如何变化（填“增大”、“减小”或“不变”）：

①降低温度____；②增大A的浓度_____；

③恒容下充入氖气________。

（7）下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是（填标号）___；

A．v(B)=2v(C)

B．容器内压强不再发生变化

C．A的体积分数不再发生变化

D．器内气体密度不再发生变化

E．相同时间内消耗n mol的B的同时生成2n mol的D

（8）将固体NH₄I置于密闭容器中，在某温度下发生下列反应：NH₄I(s) NH₃(g)＋HI(g)，2HI(g) H₂(g)＋I₂(g)。当反应达到平衡时，c(H₂)＝0.5mol·L^－1，c(HI)＝4mol·L^－1，则NH₃的浓度为___。

Answer

0.04mol/(L∙s) 1.5 mol/L 0.4 mol/L 1:1 不变 不变 减小 增大 不变 C 5mol·L－1

【解析】

将气体A、B置于固定容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)，反应进行到10 s末，达到平衡，测得A的物质的量为1.8 mol，B的物质的量为0.6 mol，C的物质的量为0.8 mol，由此可知，C的变化量为0.8 mol，A(g)、B(g)、D(g)的变化量分别为1.2 mol、0.4 mol、0.8 mol。

（1）用C表示10 s内反应的平均反应速率为；

（2）反应前A的物质的量为（1.8 mol+1.2 mol）=3 mol，故其物质的量浓度是=1.5mol/L；

（3）10 s末，生成物D的浓度为=0.4 mol/L；

（4）达到平衡，测得A的物质的量为1.8 mol，B的物质的量为0.6 mol，两者的物质的量之比与化学计量数之比相等，变化量之比也等于化学计量数之比，说明两者的起始量之比也等于化学计量数之比，故A与B的平衡转化率之比为1:1；

（5）反应前后，气体的分子数保持不变，故反应过程中容器内气体的平均相对分子质量不变；反应过程中，气体的总质量不变，气体的总体积也不变，故气体的密度也不变；

（6）①降低温度，化学速率减小，故生成D的速率减小；

②增大A的浓度，化学反应增大，故生成D的速率增大；

③恒容下充入氖气，各组分的浓度不变，故生成D的速率不变；

（7）A．v(B)不可能等于2v(C)，也不能说明正反应速率等于逆反应速率，故该反应不可能达到化学平衡状态；

B．反应前后气体的分子数保持不变，故容器内压强一直不变，无法由此判断该反应是否达到化学平衡状态；

C．A的体积分数不再发生变化，说明其浓度保持不变，故该反应达到化学平衡状态；

D．气体的总质量和总体积一直不变，故器内气体密度一直不变，无法由此判断该反应是否达到化学平衡状态；

E．相同时间内消耗n mol的B的同时生成2n mol的D，只说明了正反应速率，不能说明正反应速率等于逆反应速率，故无法由此判断该反应是否达到化学平衡状态。

综上所述，该反应达到化学平衡状态的是C。

（8）将固体NH4I置于密闭容器中，在某温度下发生下列反应：NH4I(s) NH3(g)＋HI(g)，2HI(g) H2(g)＋I2(g)。当反应达到平衡时，c(H2)＝0.5mol·L－1，c(HI)＝4mol·L－1，则NH3的浓度为[2c(H2)+ c(HI)]=2×0.5mol·L－1+4mol·L－1=5mol·L－1。