Question

某溫度下，將2mol A和2.8 mol B充入體積為2 L的恒容密閉容器中，發生如下反應：
aA（g）+B（g）2C（g）+ D（s） ，5 min后達到平衡。平衡時A為1.6mol，放出的熱量為Q。在t₀時刻，若從平衡體系中分離出四分之一的混合氣體，新平衡體系中c(A)為0.6mol／L。
（1） 5 min內用B表示該反應的化學反應速率為                 。
（2）該溫度下，此可逆反應的逆反應的平衡常數為          。
（3）a的值為          。
（4）下列說法一定能說明上述反應已達到平衡狀態的是          。
①單位時間里每生成1molB的同時消耗了2mol的C         ②D的物質的量不再變化
③混合氣體的密度不再變化         ④混合氣體的平均相對分子質量不再變化
⑤體系的壓強不再變化
（5）該溫度下，某同學設計了以下實驗，請在空格中填入熱量（含Q的表達式表示）

起始 n（A）/mol	起始 n（B）/mol	起始 n（C）/mol	起始 n（D）/mol	達到平衡時放出（或吸收）的熱量
0	1.6	8	足量

 

Answer 1

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

試題分析：分析題意知，5 min后達到平衡。平衡時A為1.6mol，濃度為0.8 mol／L，從平衡體系中分離出四分之一的混合氣體，相當于減小壓強，剩余A的濃度為0.6mol／L，新平衡體系中c(A)仍為0.6mol／L，說明改變壓強平衡不移動，該反應兩邊氣體物質系數相等，a=1；利用三行式分析；根據題意知，
A（g）+B（g）2C（g）+ D（s）
起始濃度（mol／L）  1   1.4   0   0
轉化濃度（mol／L） 0.2      0.2         0.4      
平衡濃度（mol／L） 0.8      1.2         0.4
（1）根據公式V=Δc/Δt代入數據計算，5 min內用B表示該反應的化學反應速率為0.04mol/(L·min)；（2）將平衡濃度代入該反應的平衡常數表達式計算，K=1/6，則逆反應的平衡常數為6；（3）由上述分析知，a=1；（4）化學平衡狀態的判據：①用v_正=v_逆判斷，雙向同時，符合比例②用量判斷，變量不變，已達平衡。恒量不能作為平衡標志。① 生成B和消耗C ，均為逆反應，不能作為平衡標志； ②D的物質的量不再變化，可作平衡標志；③根據密度的定義式，混合氣體的密度為變量，其不再變化，已達平衡；④根據M=m/n，氣體的質量為變量，混合氣體的平均相對分子質量為變量，其不再變化，已達平衡；⑤等溫等容條件下，氣體的物質的量為恒量，體系的壓強為恒量，不能作平衡標志，綜上所述選②③④；（5）根據等效平衡知識，兩個投料途徑會達到同一平衡狀態，利用三行式分析，平衡時生成A為3.2mol,吸收的熱量為8Q。