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：2A(g)+B(g)C(g)+xD(g)，5 s達到平衡。達到平衡時，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的平均反應速率為_____。

(3)平衡時A的轉化率為_____。

(4)下列敘述能說明上述反應達到平衡狀態(tài)的是_____

A. 單位時間內每消耗2 mol A，同時生成1 mol C

B. 單位時間內每生成1 molB，同時生成1 molC

C. D的體積分數不再變化

D. 混合氣體的壓強不再變化

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c=由v(D)計算反應產生的D的物質的量，結合反應產生的C、D的物質的量的比是1：x，計算x的值；

(2)根據物質反應時速率比等于計量數的比，由反應產生的D的濃度計算A消耗的濃度，結合v=計算A的反應速率；

(3)根據物質的轉化率為×100%計算；

(4)該反應是反應前后氣體體積相等的反應，根據反應達到平衡時各種物質的物質的量濃度不變，物質的含量不變，正、逆反應速率相等判斷平衡狀態(tài)。

(1)根據c=，由v(D)= 1 mol·L-1，反應容器為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)反應開始從正反應方向開始，至平衡時產生D的濃度為1 mol·L-1，由于A、D計量數相同，則反應消耗A的濃度為1 mol·L-1，反應時間為5 s，所以從反應開始至平衡，A的反應速率v(A)===0.2 mol/(L·s)；

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

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

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

C. 隨著反應進行，D的體積分數不斷增大，若某個時刻D的體積分數不再變化，說明反應達到平衡，C正確；

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

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

故合理選項是BC。