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  • 如圖,有甲、乙兩容器,甲體積可變壓強(qiáng)不變,乙保持體積不變.向兩容器中分別充入1molA、3molB,此時兩容器體積均為500mL,溫度為T℃.保持溫度不變發(fā)生反應(yīng): A(g)+3B(g)?2C(g)+D(

    如圖,有甲、乙兩容器,甲體積可變壓強(qiáng)不變,乙保持體積不變.向兩容器中分別充入1molA、3molB,此時兩容器體積均為500mL,溫度為T℃.保持溫度不變發(fā)生反應(yīng):
    A(g)+3B(g)?2C(g)+D(s):△H<0

    (1)下列選項中,能表明甲和乙容器中反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是______
    A.混合氣體的總質(zhì)量不隨時間改變;     B.2v(C)=3v(B);
    C.A、B轉(zhuǎn)化率相等;                   D.物質(zhì)D的質(zhì)量不隨時間改變;
    (2)2min后甲容器中反應(yīng)達(dá)到平衡,測得C的濃度為2mol/L,此時容器的體積為______mL,B的轉(zhuǎn)化率α(B)為______.
    (3)乙容器中反應(yīng)達(dá)到平衡所需要的時間______2min(填“>”、“<”或“=”,下同),B的轉(zhuǎn)化率α(B)______α(B)
    (4)其它條件不變,甲中如果從逆反應(yīng)方向開始反應(yīng)建立平衡,要求平衡時C的物質(zhì)的量與(2)中平衡時C的物質(zhì)的量相等,則需要加入C的物質(zhì)的量n(C)______mol,加入D的物質(zhì)的量n (D)應(yīng)該滿足的條件為______.
    化學(xué)人氣:451 ℃時間:2020-03-23 03:53:23
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)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.2v(C)=3v(B),則v(C):v(B)=3:2,不等于化學(xué)計量數(shù)之比2:3,故B錯誤;
    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:AD.
    (2)甲體積可變,壓強(qiáng)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500ml,則開始混合氣體的總濃度為
    1mol+3mol
    0.5L
    =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)=
    1
    4
    ×6mol/L=1.5mol/L,
    c(B)=6mol/L-1.5mol/L=4.5mol/L.
    令平衡后的體積為VL,則平衡時n(A)=1.5Vmol,n(B)=4.5Vmol,n(C)=2Vmol.
    所以           A(g)+3B(g)?2C(g)+D(s)
    開始(mol):1       3       0       0
    變化(mol):V       3V      2V      V
    平衡(mol):1-V      3-3V     2V     V
    所以1-V=1.5V,解的V=0.4,即平衡后的體積為400ml.
    所以B的轉(zhuǎn)化率α(B)=
    3×0.4mol
    3mol
    ×100%=40%.
    故答案為:400;40%.
    (3)乙壓強(qiáng)減小,甲壓強(qiáng)不變,甲比乙壓強(qiáng)大,壓強(qiáng)越大反應(yīng)速率越快,到達(dá)平衡的時間越短,所以乙容器中反應(yīng)慢,達(dá)到平衡所需要的時間大于2min.
    反應(yīng)前后氣體體積減小,甲比乙壓強(qiáng)大,壓強(qiáng)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(B)<α(B).
    故答案為:>;<.
    (4)平衡時C的物質(zhì)的量與(2)中平衡時C的物質(zhì)的量相等,則為完全等效平衡,開始1molA、3molB按化學(xué)計量數(shù)轉(zhuǎn)化到右邊可得n(C)=2mol,所以n(C)=2mol.
    由(2)可知,平衡時C的物質(zhì)的量為2Vmol=2×0.4mol=0.8mol,所以轉(zhuǎn)化的C的物質(zhì)的量為2mol-0.8mol=1.2mol,由方程式可知,需要D的物質(zhì)的量為
    1
    2
    ×1.2mol=0.6mol,故n (D)>0.6mol
    故答案為:2;    n(D)>0.6mol.
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