Question

恒温恒容下2.5mol A气体和2mol B气体通入体积为2L的密闭容器中发生如下反应：2A（g）+B（g）?xC（g）+2D（s）．2min时反应达到平衡状态，此时剩余1.5mol B，并测得C的浓度为0.75mol?L^-1．从开始反应至达到平衡状态，体系与环境的热交换为72kJ，且该反应的平衡常数与温度的关系如图所示．
（1）从开始反应至达到平衡状态，用A表示的平均反应速率为v（A）=

 

；
（2）x=

 

，该温度下反应的平衡常数为

 

；
（3）该反应的△H=

 

；
（4）下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是

 

（填选项代号）；
A．压强不再变化                     B．气体密度不再变化
C．v_逆（A）=2v_正（B）                   D．v_正（A）=v_正（D）
（5）若向原平衡混合物的容器中再充入2.5mol A气体和2mol B气体，在相同温度下达到新的平衡时，A的物质的量n（A）=

 

mol；
（6）欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与原平衡相等，起始加入的A、B物质的量n（A）、n（B）之间应满足的关系为

 

（起始不加入C和D物质）．

Answer 1

考点：化学平衡建立的过程,化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断,等效平衡

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据v=

△n V

△t

计算B反应速率，再根据同一可逆反应中，同一时间段内，各物质的反应速率之比等于其计量数之比计算A的平均反应速率；
（2）根据同一可逆反应中，同一时间段内，各物质的反应速率之比等于其计量数之比计算x值；根据各物质的平衡浓度计算其平衡常数；
（3）升高温度，化学平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，则该反应的正反应是放热反应，根据反应物和反应热之间的关系计算焓变；
（4）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等且各物质的含量不变；
（5）从等效平衡方面分析；
（6）恒温恒容下，该反应前后气体的体积不变，按化学计量数转化到左边，满足n（A）：n（B）=2.5：2即可．

解答： 解：（1）

.

v

(B)=

2mol-1.5mol 2L

2min

=0.125mol/（L．min），同一可逆反应中，同一时间段内，各物质的反应速率之比等于其计量数之比，则

.

v

(A)=2

.

v

(B)=0.125mol/（L．min）×2=0.25mol?L^-1?min^-1，
故答案为：0.25mol?L^-1?min^-1；
（2）C的平均反应速率=

0.75mol/L

2min

=0.375mol/（L．min），同一可逆反应中，同一时间段内，各物质的反应速率之比等于其计量数之比，

.

v

(B)：

.

v

(C)=0.125mol/（L．min）：0.375mol?L^-1=1：3，B的计量数是1，则C的计量数是3；
平衡时，A的浓度=

2.5mol-2(2mol-1.5mol)

2L

=0.75mol/L，B的浓度=

1.5mol

2L

=0.75mol/L，
化学平衡常数K=

c3(C)

c2(A)．c(B)

=

(0.75)3

(0.75)2×0.75

=1，
故答案为：3； 1；
（3）升高温度，化学平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，则该反应的正反应是放热反应，0.5mol的B参加反应放出72kJ能量，则1molB参加反应放出144kJ能量，所以△H=-144 kJ/mol，
故答案为：-144 kJ/mol；
（4）A．该反应前后气体计量数之和不变，则压强始终不变，所以不能根据压强判断该反应是否达到平衡状态，故错误；
B．该反应前后气体计量数之和不变，但气体的质量改变，所以反应前后气体的密度改变，当气体密度不变时，该反应达到平衡状态，故正确；
C．当v_逆（A）=2v_正（B）时，A的正逆反应速率相等，所以该反应达到平衡状态，故正确；                   
D．D是固体，固体没有浓度，所以不能据此判断该反应是否达到平衡状态，故错误；
故选BC；     
（5）该反应前后气体计量数之和不变，则压强对化学平衡无影响，若向原平衡混合物的容器中再充入2.5mol A气体和2mol B气体，再次达到平衡状态时，温度不变，则A的转化率不变，则在原温度下达新的平衡，
A的物质的量是原来的2倍，第一次平衡时，剩余的物质的量为1.5mol，则再次达到平衡状态时，剩余A的物质的量为3mol，故答案为：3；  
（6）恒温恒容下，该反应前后气体的体积不变，按化学计量数转化到左边，满足n（A）：n（B）=2.5：2=5：4即可，故答案为：

n(A)

n(B)

=

5

4

．

点评：本题考查了化学平衡状态的判断、化学反应速率的计算、等效平衡等知识点，注意选取化学平衡状态的判断依据时，只有反应前后改变的物理量才能作为判断依据，否则不能作为判断依据，特别是反应前后气体体积不变的可逆反应，为易错点，难点是等效平衡的有关计算，理解等效平衡思想是解题关键，难度较大．