问题 计算题

一定温度下,将3 mol A气体和1 mol B气体通入一密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)  xC(g)。请填写下列空白:

(1)若容器体积固定为2 L,反应2min时测得剩余0.6 mol B,C的浓度为0.4 mol/L。

①2min内,A的平均反应速率为_______________,x=           

②4min后,C的浓度___________0.8 mol/L (填“大于”、“等于” 或“小于”);

③已知平衡混合物中C的体积分数为25%,则B的转化率________;

④改变起始物质加入的量,欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与原平衡相等,起始加入的三种物质的物质的量分别为a、b、c,它们之间应该满足的关系式为________       

                   

(2)若维持容器压强不变:

①达到平衡时C的体积分数__________25%(填“大于”、“等于”或“小于”);

②改变起始物质加入的量,欲使反应达到平衡时C的物质的量是原平衡的2倍,则应加入_________mol A气体和__________mol B气体。(不要求写计算过程)

答案

(1)①  0.3 ,x=  2 ;②  小于  ; ③     40%    ;

(2)①  大于   ;   ②    6   、   2

(1)①反应2min时测得剩余0.6 mol B,则消耗B是0.4mol,则消耗A是1.2mol,所以A的反应速率是=0.3mol/(L·min);同时生成C是0.8mol,所以根据变化量之比是相应的化学计量数之比可知,x=2。

②由于随着反应的进行,反应物的浓度逐渐降低,因此反应速率逐渐降低,所以4min后,C的浓度小于0.8 mol/L。

③设平衡时消耗B设bmol,则消耗A是3bmol,生成C是2bmol,则,解得b=0.4mol因此转化率是40%。

④这是恒温恒容条件下的等效平衡,即无论如何进行配比,只要把一端按不可逆反应形式完全转化为另一端的物质后,相当于完全等同的起始量即可。所以a、b、c之间应该满足的关系式为

(2)①由于在反应过程中,体积是减小的,所以压强也是减小。所以如果在反应过程中保持恒压,则达到平衡时C的体积分数大于25%。

②由于是温度和压强不变,所以满足等效平衡的条件是折算之后A和B的物质的量之比等于3︰1,因此欲使反应达到平衡时C的物质的量是原平衡的2倍,则应加入6molA气体和2molB气体。

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