(14分)T℃时,将3mol气体A和1mo1气体B通入容积为2L且固定不变的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g) xC(g),2min时反应达到平衡状态(温度不变),此时容器内剩余了0.8molB,并测得C的浓度为0.4mol/L。请填写下列空白:
(1)从反应开始到平衡状态,生成C的平均速率为 ;X= ;
(2)若向原平衡混合物的容器中再充入amolC,在T℃达到新的平衡,此时B的物质的量为n(B)= ;
(3)保持温度和容积不变,对原平衡混合物中三者的物质的量作如下调整,可使平衡
向右移动的是 ;
A.均减半 B.均加倍 C.均增加0.4mol D.均减少0.4mol
(4)若上述可逆反应的热化学方程式为:
3A(g)+B(g) xC(g) ;△H =-QKJ/mol (Q>0)
①若可逆反应达到平衡后升高体系温度,正反应速率 (填“增大”、“减小”或“不变”),平衡将 (填“左移”、“右移”或“不移动”)
②若可逆反应达到平衡后增大压强,则体系温度将 (填“升高”、“降低”或“不变”)
③若可逆反应达到平衡后,加入A,则△H (填“变大”、“变小”或“不变”
(1)0.2mol·L-1 ·min-1;4(2)(0.8 +0.2a)mol(3)D(4)①加快;左移②不变③不变
(1)2min达平衡时,容器中剩余0.8molB,则消耗0.2molB,c(C)=0.4mol·L-1,则n(C)=0.8mol,v(C)=0.4mol·L-1/2min=0.2mol·L-1 ·min-1。根据反应:3A(g)+B(g) xC(g),x=0.8mol/0.2mol=4。
(2)向原平衡混合物的容器中再充入amolC,在T℃达到新的平衡与原平衡等效,此时B的含量为20%。设有4xmol C转化为B,达平衡时n(B)=(0.8 + x)mol,则有:,解得x=0.2a,故达平衡时n(B)=(0.8 +0.2a)mol。
(3)由于反应前后气体总物质的量不变,选项A、B,调整后相当于将原平衡起始量均减半或均加倍,而比例不变,达平衡时仍与原平衡等效;选项C,将均增加0.4mol分两步完成:先加入0.4molC,这与(1)相同仍为等效平衡,再加入0.4molA和0.4molB,此时使得反应体系中n(A): n(B)< 3:1,根据勒沙特列原理,化学平衡要向逆向移动;选项D,将均减小0.4mol分两步完成:先减小0.4molC,这与(1)相同仍为等效平衡,再减小0.4molA和0.4molB,此时使得反应体系中n(A): n(B)> 3:1,根据勒沙特列原理,化学平衡正向移动。
(4)①升高温度,反应速率加快,平衡向着吸热反应方向移动(左移)。
②由于反应前后气体总物质的量不变,增加压强平衡不移动。
③由于△ H表示3molA(g)与1molB(g)完全反应释放出的热量,所以达平衡后再加入A,对△H无影响,其值也不变。