Question

恒溫時，將2molA和2molB氣體投入固定容積為2L密閉容器中發生反應：2A（g）+B（g）  xC （g）+D（s），10s時，測得A的物質的量為1.7mol，C的反應速率為0.0225mol?L^-1?s^-1；40s時反應恰好處于平衡狀態，此時B的轉化率為20%．請填寫下列空白：
（1）x=

3

（2）從反應開始到40s達平衡狀態，A的平均反應速率為

0.01mol?L^-1?s^-1

（3）平衡時容器中B的體積分數為

40%

（4）該溫度下此反應的平衡常數表達式為

c3(C)

c2(A)．c(B)

數值是

0.75

（5）在相同溫度下，若起始時c（A）=5mol?L^-1，c（B）=6mol?L^-1，反應進行一段時間后，測得A的濃度為3mol?L^-1，則此時該反應是否達到平衡狀態

否

（填“是”與“否”），此時v_（正）

大于

v_（逆）（填“大于”“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析：2A（g）+B（g）  xC （g）+D（s），
開始2      2          0      
轉化0.8     0.4      0.4x
平衡1.2     1.6      0.4x
（1）計算出A的物質的量變化量△n（A），利用c的速率計算△n（C），根據物質的量變化量之比等于化學計量數之比計算x的值；
（2）根據B計算出平衡時參加反應的A的物質的量，計算出A的濃度變化量，利用利用v=

△c

△t

計算v（A）；
（3）根據B的轉化率計算出參加反應的B的物質的量，利用三段式計算平衡時各組成的物質的量，進而計算平衡時總的物質的量，再利用體積分數等于計算B的體積分數．注意D是固體；
（4）平衡常數指生成物濃度的化學計量數次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積所得的比值；
計算出平衡時各組分的濃度，代入平衡常數表達式計算平衡常數．注意D是固體；
（5）計算出測得A的濃度為3mol?L^-1時，各組分的濃度，計算濃度商Qc，與平衡常數比較判斷平衡進行方向，根據反應進行的方向判斷速率關系．

解答：解：（1）出A的物質的量變化量△n（A）=2mol-1.7mol=0.3mol，△n（C）=0.0225mol?L^-1?s^-1×10s×2L=0.45mol，根據物質的量變化量之比等于化學計量數之比，則0.3mol：0.45mol=2：x，解得x=3，故答案為：3；
（2）40s時反應恰好處于平衡狀態，此時B的轉化率為20%，參加反應的B的物質的量為2mol×20%=0.4mol，由方程式可知，參加反應的A的物質的量為2×0.4mol=0.8mol，故v（A）=

0.8mol 2L

40s

=0.01mol?L^-1?s^-1，故答案為：0.01mol?L^-1?s^-1；
（3）平衡時參加反應的B的物質的量為2mol×20%=0.4mol，則：
            2A（g）+B（g）?3C （g）+D（s），
開始（mol）：2      2       0        0
變化（mol）：0.8    0.4      1.2      0.4 
平衡（mol）：1.2    1.6      1.2      0.4
故平衡時B的體積分數為

1.6mol

1.2mol+1.6mol+1.2mol

×100%=40%，故答案為：40%；
（4）可逆反應2A（g）+B（g）?3C （g）+D（s）的平衡常數k=

c3(C)

c2(A)．c(B)

；
由（3）中計算可知，平衡時A、B、C、D的濃度分別為

1.2mol

2L

=0.6mol/L，

1.6mol

2L

=0.8mol/L，

1.2mol

2L

=0.6mol/L，所以平衡常數k=

c3(C)

c2(A)．c(B)

=0.75，
故答案為：

c3(C)

c2(A)．c(B)

；0.75；
（5）若起始時c（A）=5mol?L^-1，c（B）=6mol?L^-1，反應進行一段時間后，測得A的濃度為3mol?L^-1，則：
                    2A（g）+B（g）?3C （g）+D（s），
開始（mol/L）：5      6       0        0
變化（mol/L）：5-3=2      1       3        1 
一段時間（mol/L）：3      5        3        1
所以濃度商Qc=

33

32×5

=0.6＜0.75，反應未達平衡狀態，向正反應進行，故v_（正）＞v_（逆），
故答案為：否；大于．

點評：本題考查反應速率的計算、化學平衡的有關計算、平衡常數計算與應用等，題目難度中等，注意三段式解題法的理解運用，全面掌握基礎知識．