Question

【題目】某溫度下，在2 L密閉容器中充入4 mol A氣體和3 mol B氣體，發(fā)生下列反應(yīng)：2A(g)+B(g)C(g)+xD(g)，5 s達(dá)到平衡。達(dá)到平衡時，生成了1 mol C，測定D的濃度為1 mol·L-1。

(1)求x=_____。

(2)求這段時間A的平均反應(yīng)速率為_____。

(3)平衡時A的轉(zhuǎn)化率為_____。

(4)下列敘述能說明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_____

A. 單位時間內(nèi)每消耗2 mol A，同時生成1 mol C

B. 單位時間內(nèi)每生成1 molB，同時生成1 molC

C. D的體積分?jǐn)?shù)不再變化

D. 混合氣體的壓強(qiáng)不再變化

E. B、C 的濃度之比為1：1

Answer 1

【答案】2 0.2 mol/(L·s) 50% BC

【解析】

(1)根據(jù)c=由v(D)計(jì)算反應(yīng)產(chǎn)生的D的物質(zhì)的量，結(jié)合反應(yīng)產(chǎn)生的C、D的物質(zhì)的量的比是1：x，計(jì)算x的值；

(2)根據(jù)物質(zhì)反應(yīng)時速率比等于計(jì)量數(shù)的比，由反應(yīng)產(chǎn)生的D的濃度計(jì)算A消耗的濃度，結(jié)合v=計(jì)算A的反應(yīng)速率；

(3)根據(jù)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率為×100%計(jì)算；

(4)該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)達(dá)到平衡時各種物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度不變，物質(zhì)的含量不變，正、逆反應(yīng)速率相等判斷平衡狀態(tài)。

(1)根據(jù)c=，由v(D)= 1 mol·L-1，反應(yīng)容器為2 L，則n(D)= 1 mol·L-1×2 L=2 mol，△n(C)：△n(D)=1：2=1：x，故x=2；

(2)反應(yīng)開始從正反應(yīng)方向開始，至平衡時產(chǎn)生D的濃度為1 mol·L-1，由于A、D計(jì)量數(shù)相同，則反應(yīng)消耗A的濃度為1 mol·L-1，反應(yīng)時間為5 s，所以從反應(yīng)開始至平衡，A的反應(yīng)速率v(A)===0.2 mol/(L·s)；

(3)反應(yīng)開始時A的濃度為=2 mol/L，A轉(zhuǎn)化濃度為1 mol·L-1，則A的轉(zhuǎn)化率為×100%=×100%=50%；

(4)A. 根據(jù)反應(yīng)方程式可知：單位時間內(nèi)每消耗2 mol A，同時生成1 mol C，都表示的是正反應(yīng)速率，不能據(jù)此判斷反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)，A錯誤；

B. 單位時間內(nèi)每生成1 mol B，就必然會同時消耗1 molC物質(zhì)，生成1 mol C，可說明用B表示的化學(xué)反應(yīng)速率v(正)=v(逆)，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，B正確；

C. 隨著反應(yīng)進(jìn)行，D的體積分?jǐn)?shù)不斷增大，若某個時刻D的體積分?jǐn)?shù)不再變化，說明反應(yīng)達(dá)到平衡，C正確；

D. 對于反應(yīng)2A(g)+B(g)C(g)+2D(g)，為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)目不變的反應(yīng)，無論反應(yīng)進(jìn)行到什么程度，反應(yīng)混合氣體的壓強(qiáng)始終不變，因此不能據(jù)此判斷反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)，D錯誤；

E. B、C的濃度之比為1：1時反應(yīng)可能處于平衡狀態(tài)，也可能未達(dá)到平衡狀態(tài)，因此不能據(jù)此判斷反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)，E錯誤；

故合理選項(xiàng)是BC。