Question

t℃时，将3molA和1molB气体通入体积为2L的密闭容器中（容积不变），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），剩余了0.8molB，并测得C的浓度为0.4mol/L，请填写下列空白：

（1）从反应开始至达到平衡状态，生成C的平均反应速率为             ．

（2）x=           ；平衡常数K=         ．

（3）若继续向原平衡混合物的容器中通入少量氦气（假设氦气和A、B、C都不反应）后，化学平衡（填字母）           ．

A．向正反应方向移动     B．向逆反应方向移动     C．不移动

（4）若向原平衡混合物的容器中再充入amolC，在t℃时达到新的平衡，此时B的物质的量为n（B）=      mol．

（5）如果上述反应在相同温度和容器中进行，欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与原平衡相等，起始加入三种物质的物质的量n（A）、n（B）、n（C）之间应该满足的关系式为                   ．

Answer

（1）0.2mol/L•min；

（2）4；；（3）C；（4）0.8+0.2a；

（5）n（A）=3n（B），n（C）＞0或n（A）+n（C）=3[n（B）+n（C）]．

【解析】

试题分析：（1）依据化学反应速率的概念分析计算；

（2）依据平衡三段式列式计算，平衡常数等于生成物平衡浓度的幂次方乘积除以反应物平衡浓度的幂次方乘积；

（3）恒温恒容容器中加入氦气是惰性气体，增大体系压强，各气体分压不变，平衡不变；

（4）反应前后气体体积不变，加入C增大压强，平衡不动；反应物的转化率不变，依据（2）计算得到；

（5）依据化学反应达到平衡时“等量等效”的方法分析计算满足的关系．

【解析】
（1）平衡时C的浓度为0.4mol/L，依据化学反应速率概念计算得到：C的反应速率==0.2mol/L•min，故答案为：0.2mol/L•min；

（2）t℃时，将3mol A和1mol B气体通入体积为2L的密闭容器中（容积不变），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），剩余了0.8mol B，并测得C的浓度为0.4mol/L物质的量为0.8mol，

3A（g）+B（g）xC（g），

起始量（mol） 3 1 0

变化量（mol） 0.6 0.2 0.8

平衡量（mol） 2.4 0.8 0.8

1：x=0.2：0.8=1：4，x=4

平衡浓度c（A）==1.2mol/L，

c（B）=0.4mol/L，c（C）=0.4mol/L

平衡常数K==；

故答案为：4；；

（3）恒温恒容容器中加入氦气是惰性气体，增大体系压强，各气体分压不变，平衡不变，故答案为：C；

（4）若向原平衡混合物的容器中再充入a mol C，在t℃时达到新的平衡，反应前后气体体积不变，加入C增大压强，平衡不动；反应物的转化率不变，加入amolC，相当于AB的起始量为amol，amol，依据（2）可知AB的转化率为20%，B反应物质的量a×20%=0.05amol，生成C0.2amol，则此时B的物质的量为n（B）=0.8+0.2a；

故答案为：0.8+0.2a；

（5）在相同温度和容器中进行，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n（A）、n（B）、n（C），转化为起始量和原平衡相同；

3A（g）+B（g）4C（g）

3 1 0

n（A） n（B） n（C）

n（A）+n（C） n（B）+n（C） 0

n（A）+n（C）=3

n（B）+n（C）=1

n（A）=3n（B），n（C）＞0或n（A）+n（C）=3[n（B）+n（C）]

故答案为：n（A）=3n（B），n（C）＞0或n（A）+n（C）=3[n（B）+n（C）]．