Question

【題目】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 = _________________

（2）從反應開始到10s，B的平均反應速率為______________

（3）平衡時容器中B的體積分數為___________________

（4）該溫度下此反應的平衡常數表達式為_______________

（5）下列各項能表示該反應達到平衡狀態是_____________

A．消耗A的物質的量與生成D的物質的量之比為2∶1

B．容器中A、B的物質的量 n(A)∶n(B) = 2∶1

C．氣體的平均相對分子質量不再變化

D．壓強不再變化

E．氣體的物質的量不再變化

Answer 1

【答案】 3 0.0075 mol(L·s)－1 40% C

【解析】(1)10s內△n(A)=2mol-1.7mol=0.3mol，△n(C)=0.0225molL-1s-1×10s×2L=0.45mol，物質的量變化量之比等于化學計量數之比，則2：x=0.3mol：0.45mol，解得x=3，故答案為：3；

(2)由于速率之比等于化學計量數之比，則v(B)= v(C)= ×0.0225molL-1s-1=0.0075molL-1s-1，故答案為：0.0075molL-1s-1；

(3)40s時反應恰好處于平衡狀態，此時B的轉化率為20%，反應的B為2mol×20%=0.4mol，平衡時B為2mol-0.4mol=1.6mol，反應前后氣體的總物質的量不變，則B的體積分數為×100%=40%，故答案為：40%；

(4)2A(g)+B(g) xC (g)+D(s)的化學平衡常數表達式K=，故答案為： ；

(5)A．消耗A的物質的量與生成D的物質的量之比始終為2：1，不能說明到達平衡，故A錯誤；B．平衡時各組分物質的量之比不一定等于化學計量數之比，且A、B起始物質的量為1：1，二者按2：1反應，平衡時二者物質的量之比不可能為2：1，故B錯誤；C．反應前后混合氣體物質的量不變，隨反應計算混合氣體總質量減小，氣體的平均相對分子質量不再變化，說明混合氣體總質量不變，反應到達平衡，故C正確；D．x=3，反應前后混合氣體物質的量不變，恒溫恒容下，壓強始終不變，不能說明達到了平衡狀態，故D錯誤；E．x=3，該反應屬于氣體的物質的量不變的反應，物質的量始終不變，不能說明達到了平衡狀態，故E錯誤；故選C。