Question

t℃將4mol A氣體和1mol B通入一個體積為8L的密閉容器中，發生如下反應：4A（g）+B（s）?xC（g）+3D（s），5min時反應達到平衡狀態（溫度不變），剩余0.8mol B，并測得C的濃度為0.1mol?L^-1．填寫下列空白：
（1）從開始反應到達到平衡狀態，A的平均反應速率______，x=______．
（2）若該密閉容器體積可變，向原平衡混合物中通入少量氦氣（假設氦氣和A、B、C、D都不反應）后，化學平衡將______移動（填“是”或“否”）．
（3）若相對分子質量M（B）＞3M（D），溫度降低時混合氣體的平均相對分子質量增大，則正反應是______反應．（填“吸熱”或“放熱”）
（4）若向原平衡混合物中再通入a mol C和足量的D，在t℃達到新的平衡，此時A的物質的量為______mol；
（5）若溫度保持不變，改變容器的體積，在初始容器中改充4.5mol C、2.8mol D，要使反應達平衡時C的濃度為0.2mol/L，則容器的體積是______L．

Answer 1

【答案】分析：測得C的濃度為0.1mol?L^-1，則C的物質的量為0.8mol，
       4A（g）+B（s）?xC（g）+3D（s）
起始：4mol     1mol    0        0
轉化：0.8mol   0.2mol  0.2xmol  0.6mol
平衡：3.2mol   0.8mol 0.2xmol  0.6mol
0.2xmol=0.8mol，x=4，
反應前后氣體的物質的量不變，壓強對平衡移動無影響，從等效平衡的角度解答該題．
解答：解：測得C的濃度為0.1mol?L^-1，則C的物質的量為0.8mol，
       4A（g）+B（s）?xC（g）+3D（s）
起始：4mol     1mol    0        0
轉化：0.8mol   0.2mol  0.2xmol  0.6mol
平衡：3.2mol   0.8mol 0.2xmol  0.6mol
0.2xmol=0.8mol，x=4，
（1）由以上分析可知x=4，v（A）==0.02 mol?L^-1?min^-1，故答案為：0.02 mol?L^-1?min^-1； 4；
（2）向原平衡混合物中通入少量氦氣，容器的體積增大，但反應前后氣體的物質的量不變，壓強對平衡移動無影響，則平衡不移動，故答案為：不移動；
（3）若相對分子質量M（B）＞3M（D），則M（C）＞M（A），溫度降低時混合氣體的平均相對分子質量增大，說明平衡向逆反應方向移動，則正反應放熱，故答案為：放熱；
（4）若向原平衡混合物中再通入amolC和足量的D，由于壓強對平衡移動無影響，在t℃達到新的平衡時，與原平衡狀態相同，各氣體物質的含量相同，相當于加入（4+a）molA，則平衡時，n（A）=（4+a）mol×=（3.2+0.8a）mol，故答案為：3.2+0.8a；
（5）若溫度保持不變，改變容器的體積，在初始容器中改充4.5mol C、2.8mol D，由于溫度不變，壓強對平衡狀態無影響，則與起始狀態應相同，達平衡時各物質的含量相同，設容器的體積為V，要使反應達平衡時C的濃度為0.2mol/L，則平衡時C的物質的量為0.2Vmol，
   則有 4A（g）+B（s）?4C（g）+3D（s）
  起始：0      0       4.5            
相當于：4.5mol          0     
轉化：0.2V             0.2V  
應有=，
V=4.5，
故答案為：4.5．
點評：本題考查化學平衡的計算，題目難度中等，本題注意根據反應物質的物質的量關系計算x值為解答該題的關鍵，注意等效平衡的理解和應用，為該題的難點，也是易錯點，答題時注意體會．