Question

15．把2.5molA和2.5molB混合盛入2L容積的密閉容器里發(fā)生反應：3A（g）+B（g）?x C（g）+2D（g），經(jīng)5s后反應達平衡．在此5s內(nèi)C的平均反應速率為0.2mol•L^-1•s^-1，同時生成1molD．試求：
（1）x的值=4；
（2）達平衡時B的轉(zhuǎn)化率是20%；
（3）若達平衡時，該反應放出QkJ的熱量，寫出該反應的熱化學方程式：3A（g）+B（g）?4C（g）+2D（g）△H=-2QkJ•mol^-1；
（4）若溫度和壓強維持不變，達平衡時容器內(nèi)氣體的體積是2.4L．
（5）已知：CO（g）+NO₂（g）≒CO₂（g）+NO（g）在一定條件下達到化學平衡后，降低溫度，混合物的顏色變淺下列關于該反應的說法正確的是ACDF
A．該反應為放熱反應     B．降溫后CO的濃度增大
C．降溫后NO₂的轉(zhuǎn)化率增加    D．降溫后NO的體積分數(shù)增大
E．增大壓強混合氣體的顏色不變
F．恒容時，通入He氣體，混合氣體顏色不變
G．恒壓時，通入He氣體，混合氣體顏色不變．

Answer 1

分析 依據(jù)化學平衡三段式列式計算，5s內(nèi)C的平均反應速率為0.2mol•L^-1•s^-1，生成C物質(zhì)的量=0.2mol•L^-1•s^-1×2L×5s=2mol，生成D為1mol，
               3A（g）+B（g）?x C（g）+2D（g）
起始量（mol）   2.5     2.5      0       0
變化量（mol）   1.5     0.5      0.5x    1
平衡量（mol）   1       2        0.5x     1
0.5x=2mol，x=4
（1）依據(jù)計算得到x值；
（2）轉(zhuǎn)化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%；
（3）依據(jù)平衡時消耗B物質(zhì)的量0.5mol，反應放熱Q kJ的熱量，消耗1mol放熱2QKJ，結合熱化學方程式書寫，標注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應焓變；
（4）計算反應后混合氣體的物質(zhì)的量之和，恒溫恒壓下，體積之比之比等于物質(zhì)的量之比，據(jù)此計算；
（5）CO（g）+NO₂（g）?CO₂（g）+NO（g）在一定條件下達到化學平衡后，降低溫度，混合物的顏色變淺說明平衡正向進行，正反應為放熱反應；結合化學平衡移動原理分析選項判斷；

解答 解：（1）5s內(nèi)C的平均反應速率為0.2mol•L^-1•s^-1，同時生成1molD，故生成的C的物質(zhì)的量為5s×0.2mol•L^-1•s^-1×2L=2mol，化學計量數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比，故x：2=2mol：1mol，解得x=4，
故答案為：4；
（2）由方程式3A（g）+B（g）?4C（g）+2D（g）可知，參加反應的B的物質(zhì)的量為1mol×$\frac{1}{2}$=0.5mol，故B的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.5mol}{2.5mol}$×100%=20%，
故答案為：20%；
（3）0.5molB反應放出的熱量為QkJ，故1molB反應放出的熱量為QkJ×$\frac{1mol}{0.5mol}$=2QkJ，故該反應的熱化學方程式為3A（g）+B（g）?4 C（g）+2D（g）△H=-2Q kJ•mol^-1，
故答案為：3A（g）+B（g）?4 C（g）+2D（g）△H=-2Q kJ•mol^-1；
（4）反應生成1molD，則：
     3A（g）+B（g）?4 C（g）+2D（g） 氣體物質(zhì)的量增大△n
                               2            2
                              1mol         1mol
故平衡時混合氣體的物質(zhì)的量為2.5mol+2.5mol+1mol=6mol，恒溫恒壓下，體積之比之比等于物質(zhì)的量之比，令平衡時的體積為V，則5mol：6mol=2L：V，解得V=2.4L，
故答案為：2.4L；
（5）已知：CO（g）+NO₂（g）?CO₂（g）+NO（g）在一定條件下達到化學平衡后，降低溫度，混合物的顏色變淺下列關于該反應的說法正確的是
A．降低溫度，混合物的顏色變淺，說明平衡正向進行，該反應為放熱反應，故A正確；
B．降溫后平衡正向進行，CO的濃度減小，故B錯誤；
C．降溫后平衡正向進行，NO₂的轉(zhuǎn)化率增加，故C正確；
D．降溫后平衡正向進行，NO的體積分數(shù)增大，故D正確；
E．反應是氣體體積不變的反應，增大壓強平衡不動，但物質(zhì)濃度增大混合氣體的顏色變深，故E錯誤；
F．恒容時，通入He氣體，總壓增大，分壓不變，平衡不動，混合氣體顏色不變，故F正確；
G．恒壓時，通入He氣體，為保持恒壓，體積增大，混合氣體顏色變淺，故G錯誤；
故答案為：ACDF．

點評 本題考查化學平衡的有關計算，平衡影響因素分析判斷，難度中等，注意（3）中熱化學方程式的書寫的關鍵是計算反應熱，（4）中氣體體積比等于氣體 物質(zhì)的量之比，題目難度中等．