Question

在2.00L的密閉容器中，反應(yīng)2A（g）?B（g）+C（g）分別在三種不同實驗條件下進行，但起始濃度相同，均為c（A）=0.100mol/L、c（B）=0.020mol/L及c（C）=0.020mol/L．反應(yīng)物A的濃度隨時間的變化如下圖所示：
請回答下列問題：
（1）以下說法能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是：______（填序號）
①c（A）：c（B）：c（C）=2：1：1
②v（A）=2v（B）
③體系的壓強不再改變
④A的質(zhì)量分數(shù)不再改變
⑤混合氣體的密度不再改變
（2）根據(jù)實驗③回答：反應(yīng)開始到4.0min時反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率為______，B平均反應(yīng)速率為______．
（3）與①比較，②和③分別僅改變一種反應(yīng)條件．所改變的條件是：②______；③______．
（4）實驗①條件下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)值是______．若實驗①到達平衡后，維持體系溫度不變，往容器中再投入0.028mol B和0.028mol C，求新平衡時體系中A的物質(zhì)的量濃度．（寫出計算過程）

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)在一定條件下，當化學(xué)反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不變，由此衍生的一些物理性也不變，注意該反應(yīng)中，反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計量數(shù)之和相等，壓強不可作為判斷的依據(jù)；
（2）根據(jù)轉(zhuǎn)化率的概念計算；根據(jù)平衡三部曲進行計算物質(zhì)的濃度，然后根據(jù)反應(yīng)速率的計算公式計算；
（3）根據(jù)催化劑對化學(xué)反應(yīng)速度率和化學(xué)平衡的影響；根據(jù)溫度對化學(xué)反應(yīng)速度率和化學(xué)平衡的影響，在溶液中，壓強對化學(xué)平衡無影響；
（4）根據(jù)平衡三部曲進行計算物質(zhì)的濃度，然后代入平衡常數(shù)表達式K=計算；根據(jù)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，設(shè)轉(zhuǎn)化的B的物質(zhì)的量濃度為x，運用三部曲進行計算物質(zhì)的濃度，然后解出x來解答．
解答：解：（1）①平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量的多少取決于起始量與轉(zhuǎn)化的程度，不能作為判斷達到平衡的依據(jù)，故錯誤；
②任何時候，v（A）=2v（B），不能作為判斷達到平衡的依據(jù)，故錯誤；
③反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計量數(shù)之和相等，壓強不可作為判斷的依據(jù)，故正確；
④A的質(zhì)量分數(shù)不再改變，能作為判斷達到平衡的依據(jù)，故正確；
⑤任何時候，混合氣體的質(zhì)量不再發(fā)生變化，容器的體積不變，導(dǎo)致混合氣體的密度不再變化，所以不能作為判斷達到平衡的依據(jù)，故錯誤；
故選：④；
（2）實驗②平衡時B的轉(zhuǎn)化率為%=40%；
                   2A（g）?B（g）+C（g）
  初始 （mol/L）    0.1      0.02      0.02      
  轉(zhuǎn)化 （mol/L）    0.04     0.02      0.02   
4.0min（mol/L）     0.06     0.04      0.04    
則B平均反應(yīng)速率為=0.005mol/（L?min），
故答案為：40%；0.005mol/（L?min）；
（3）因催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速度率，縮短達到平衡的時間，化學(xué)平衡不移動，所以②為使用催化劑；因升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速度率加快，化學(xué)平衡移動，平衡時A的濃度減小，故答案為：加催化劑；溫度升高；
（4）2A（g）?B（g）+C（g）
  初始 （mol/L）    0.1      0.02      0.02      
  轉(zhuǎn)化 （mol/L）    0.04     0.02      0.02   
  平衡（mol/L）     0.06     0.04      0.04    
平衡常數(shù)表達式K===；
往體系中再投入0.028molB和0.028molC后，平衡向左移動，設(shè)轉(zhuǎn)化的B的物質(zhì)的量濃度為x
                     2A （g）?B（g）+C （g）
舊平衡（mol/L）       0.060         0.040       0.040
新起始（mol/L）       0.060       0.040+0.014   0.040+0.014
轉(zhuǎn)化（mol．/L）        2x           x            x
新平衡（mol/L）      0.060+2x      0.054-x       0.054-x     
K==    x=0.006mol/L；
再次達到平衡時A的物質(zhì)的量濃度：c（A）=（0.060+0.006×2）mol/L=0.072 mol/L；
故答案為：；0.072 mol/L．
點評：本題主要考查了平衡狀態(tài)的判斷，平衡常數(shù)的計算，注意三段法計算的應(yīng)用，難度中等．