Question

在2.00L的密閉容器中，反應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已達到平衡狀態(tài)的是：

④

（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：反應開始到4.0min時反應物A的轉化率為

40%

，B平均反應速率為

0.005mol/（L?min）

．
（3）與①比較，②和③分別僅改變一種反應條件．所改變的條件是：②

加催化劑

；③

溫度升高

．
（4）實驗①條件下該反應的化學平衡常數(shù)值是

4

9

．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的物質的量濃度．（寫出計算過程）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)在一定條件下，當化學反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不變，由此衍生的一些物理性也不變，注意該反應中，反應前后氣體的化學計量數(shù)之和相等，壓強不可作為判斷的依據(jù)；
（2）根據(jù)轉化率的概念計算；根據(jù)平衡三部曲進行計算物質的濃度，然后根據(jù)反應速率的計算公式計算；
（3）根據(jù)催化劑對化學反應速度率和化學平衡的影響；根據(jù)溫度對化學反應速度率和化學平衡的影響，在溶液中，壓強對化學平衡無影響；
（4）根據(jù)平衡三部曲進行計算物質的濃度，然后代入平衡常數(shù)表達式K=

C(C)C(B)

C2(A)

計算；根據(jù)平衡常數(shù)只與溫度有關，設轉化的B的物質的量濃度為x，運用三部曲進行計算物質的濃度，然后解出x來解答．

解答：解：（1）①平衡時各物質的物質的量的多少取決于起始量與轉化的程度，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反應前后氣體的化學計量數(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，混合氣體的質量不再發(fā)生變化，容器的體積不變，導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的轉化率為

0.04mol/L

0.1mol/L

%=40%；
                   2A（g）?B（g）+C（g）
  初始 （mol/L）    0.1      0.02      0.02      
  轉化 （mol/L）    0.04     0.02      0.02   
4.0min（mol/L）     0.06     0.04      0.04    
則B平均反應速率為

0.02 mol/L

4.0min

=0.005mol/（L?min），
故答案為：40%；0.005mol/（L?min）；
（3）因催化劑能加快化學反應速度率，縮短達到平衡的時間，化學平衡不移動，所以②為使用催化劑；因升高溫度，化學反應速度率加快，化學平衡移動，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=

C(C)C(B)

C2(A)

=

0.04× 0.04

0.06 2

=

4

9

；
往體系中再投入0.028molB和0.028molC后，平衡向左移動，設轉化的B的物質的量濃度為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
轉化（mol．/L）        2x           x            x
新平衡（mol/L）      0.060+2x      0.054-x       0.054-x     
K=

(0.054-x)2

(0.060+2x)2

=

4

9

    x=0.006mol/L；
再次達到平衡時A的物質的量濃度：c（A）=（0.060+0.006×2）mol/L=0.072 mol/L；
故答案為：

4

9

；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用，難度中等．