Question

如圖，有甲、乙兩容器，甲體積可變，壓強不變，乙保持體積不變．向兩容器中分別充入1mol A，3mol B，此時兩容器體積均為0.5L，溫度為T℃，保持溫度不變發(fā)生反應(yīng)：A（g）+3B（g）?xC（g）+2D（s），乙容器中反應(yīng)經(jīng)4min后測得n（A）=0.5mol，v（c）=0.5mol?L^-1?min^-1．
（1）化學(xué)方程式中x值為______，當(dāng)增大反應(yīng)物濃度時，平衡右移，k值______（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（2）下列選項中，能表明甲容器和乙容器中反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是______
A．混合氣體的總物質(zhì)的量不隨時間改變  B．v_正（A）=3v_逆（B）
C．A、B的轉(zhuǎn)化率相等                D．物質(zhì)D的質(zhì)量不隨時間改變
（3）t min后甲容器中反應(yīng)達(dá)平衡，測得C的濃度為2mol?L^-1，此時容器的體積為______mL，B的轉(zhuǎn)化率α_甲（B）為______
（4）乙容器中B的轉(zhuǎn)化率為α_乙（B）______α_甲（B）（填“＞”、“＜”或“=”）

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)v=計算v（A），利用速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比計算x；
化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度影響，與濃度無關(guān)；
（2）根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征分析，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、質(zhì)量、體積分?jǐn)?shù)以及百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化．
（3）乙容器中反應(yīng)經(jīng)4min后測得n（A）=0.5mol，v（c）=0.5mol?L^-1?min^-1，則v（A）==0.25mol?L^-1?min^-1，故x=2，甲體積可變，壓強不變溫度不變，則反應(yīng)前后混合氣體的總濃度相等（單位體積內(nèi)含有的混合氣體的物質(zhì)的量相等），開始加入1molA、3molB，體積為0.5L，開始混合氣體的總濃度為=8mol/L．平衡后C的濃度為2mol/L，則平衡時A、B的總的濃度為8mol/L-2mol/L=6mol/L，由于開始加入1molA、3molB，且A與B按1：3反應(yīng)，所以平衡時A與B的濃度比為1：3，所以平衡時c（A）=×6mol/L=1.5mol/L，c（B）=6mol/L-1.5mol/L=4.5mol/L，計算A、B的濃度，令生成C為nmol，利用三段式表示出各組分物質(zhì)的量變化、平衡時各組分的物質(zhì)的量，根據(jù)A、C的濃度關(guān)系列方程計算n的值，根據(jù)V=計算反應(yīng)后體積，根據(jù)轉(zhuǎn)化率等于計算B的轉(zhuǎn)化率；
（4）由反應(yīng)可知，反應(yīng)前后氣體體積減小，所以乙壓強減小，甲壓強不變，壓強增大平衡向體積減小的方向移動，即向正反應(yīng)移動，據(jù)此判斷轉(zhuǎn)化率．
解答：解：（1）乙容器中反應(yīng)經(jīng)4min后測得n（A）=0.5mol，v（c）=0.5mol?L^-1?min^-1，則v（A）==0.25mol?L^-1?min^-1，1：x=0.25mol?L^-1?min^-1：0.5mol?L^-1?min^-1故，故x=2，
化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度影響，與濃度無關(guān)，故增大反應(yīng)物濃度時，k值不變，
故答案為：2；不變；
（2）A．反應(yīng)有固體生成，所以隨反應(yīng)進(jìn)行氣體的質(zhì)量減小，混合氣體的總質(zhì)量不隨時間改變，說明到達(dá)平衡，故A正確；
B．不同物質(zhì)表示正逆反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，說明反應(yīng)到達(dá)平衡．v_正（A）=3v_逆（B），則v_正（A）：v_逆（B）=1：3，等于化學(xué)計量數(shù)之比1：3，說明到達(dá)平衡，故B正確；
C．開始向兩容器中分別充入1molA、3molB，且A與B按1：3反應(yīng)，無論是否到達(dá)平衡A、B的轉(zhuǎn)化率自始至終都相等，故C錯誤；                
D．隨反應(yīng)進(jìn)行氣體的質(zhì)量減小，物質(zhì)D質(zhì)量增大，物質(zhì)D的質(zhì)量不隨時間改變，說明到達(dá)平衡，故D正確．
故選：ABD；
（3）甲體積可變，壓強溫度不變，則反應(yīng)前后混合氣體的總濃度相等（單位體積內(nèi)含有的混合氣體的物質(zhì)的量相等），開始加入1molA、3molB，體積為0.5L，開始混合氣體的總濃度為=8mol/L．
平衡后C的濃度為2mol/L，則平衡時A、B的總的濃度為8mol/L-2mol/L=6mol/L，由于開始加入1molA、3molB，且A與B按1：3反應(yīng)，所以平衡時A與B的濃度比為1：3，所以平衡時c（A）=×6mol/L=1.5mol/L，c（B）=6mol/L-1.5mol/L=4.5mol/L，
令生成C為nmol，則：
           A（g）+3B（g）?2C（g）+D（s）
開始（mol）：1       3       0      
變化（mol）：n       3n      2n      
平衡（mol）：1-n    3-3n     2n
所以（1-n）：2n=1.5mol/L：2mol/L，解得n=0.4，
故平衡后甲的體積為=0.4L=400mL，
所以B的轉(zhuǎn)化率α_甲（B）=×100%=40%，
故答案為：400；40%；
（3）乙壓強減小，甲壓強不變，甲比乙壓強大，反應(yīng)前后氣體體積減小，甲比乙壓強大，壓強增大平衡向體積減小的方向移動，即向正反應(yīng)移動，所以甲中B的轉(zhuǎn)化率比乙中的大，即α_乙（B）＜α_甲（B），故答案為：＜．
點評：本題考查化學(xué)平衡的有關(guān)計算、影響平衡想因素、平衡狀態(tài)判斷等，難度中等，（3）為易錯點，確定反應(yīng)前后混合氣體總的物質(zhì)的量濃度不變是關(guān)鍵．