Question

T℃时，有甲、乙两个密闭容器，甲容器的体积为1L，乙容器的体积为2L，分别向甲、乙两容器中加入6mol A和3mol B，发生反应如下：3A（g）+bB（g）?3C（g）+2D（g）△H＜0； 4min时甲容器内的反应恰好达到平衡，A的浓度为2.4mol/L，B的浓度为1.8mol/L； t min时乙容器内的反应达平衡，B的浓度为0.8mol/L．根据题给信息回答下列问题：
（1）甲容器中反应的平均速率v（B）=

 

，化学方程式中计量数b=

 

．
（2）乙容器中反应达到平衡时所需时间t

 

4min（填“大于”、“小于”或“等于”），原因是

 

．
（3）T℃时，在另一个体积与乙相同的丙容器中，为了达到平衡时B的浓度仍然为0.8mol/L，起始时，向丙容器中加入C、D的物质的量分别为3mol、2mol，则还需加入A、B的物质的量分别是

 

、

 

．
（4）若要使甲、乙容器中B的平衡浓度相等，可以采取的措施是

 

．
A．保持温度不变，增大甲容器的体积至2L
B．保持容器体积不变，使甲容器升高温度
C．保持容器压强和温度都不变，向甲中加入一定量的A气体
D．保持容器压强和温度都不变，向甲中加入一定量的B气体
（5）写出平衡常数表达式K=

 

，并计算在T℃时的化学平衡常数K=

 

．

Answer 1

考点：反应速率的定量表示方法,化学平衡的影响因素,化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）反应前，甲容器中A的浓度为6mol?L^-1，4min甲容器内的反应达到化学平衡后，A的浓度减少了3.6mol?L^-1，B的浓度减少了1.2mol?L^-1，根据反应速率的计算公式结合化学反应方程式中各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比，可求出v（B）=0.3mol?L^-1?min^-1，b=1；
（2）根据容器甲和容器乙的体积大小判断反应物浓度大小，根据浓度越小，反应速率越慢判断反应时间；
（3）恒温恒容条件下，达到平衡时丙中B的浓度仍然为0.8mol/L，说明乙和丙为等效平衡，根据等效平衡的知识解答；
（4）根据勒夏特列原理，结合等效平衡规律进行判断；
（5）根据平衡常数的表达式写出反应3A（g）+B（g）?3C（g）+2D（g）的平衡常数；根据T℃达到平衡时各组分的浓度计算出T℃时的化学平衡常数K．

解答： 解：（1）甲容器的体积为1L，加入6mol A和3mol B，则A、B的浓度分别为：6mol/L、3mol/L，4min时甲容器内的反应恰好达到平衡，A的浓度为2.4mol/L、B的浓度为1.8mol/L，则A、B的浓度变化为：△c（A）=6mol/L-2.4mol/L=3.6mol/L，B的浓度变化为：△c（B）=3mol/L-1.8mol/L=1.2mol/L，此时间内平均速率v（B）=

1.2mol/L

4min

=0.3 mol?L^-1?min^-1；浓度变化与化学计量数成正比，则3：b=△c（A）：△c（B）=3.6mol/L：1.2mol/L=3：1，则b=1，
故答案为：0.3 mol?L^-1?min^-1；1；
（2）甲容器的体积为1L，乙容器的体积为2L，乙容器的体积大于甲的，浓度小则反应速率小，到达平衡的时间长，所以乙容器中反应达到平衡时所需时间大于4min，
故答案为：大于； 乙容器的体积大于甲容器的体积，反应物浓度减小，反应速率减慢，达到平衡所需要的时间就要长； 
（3）根据等效平衡规律，在恒温恒容下，转化为同一反应方向的物质的物质的量和原来对应相等即可，3molC、2molD完全转化后生成3molA和1molB，还需3molA和2molB才能与乙为等效平衡，
故答案为：3 mol；2 mol；
（4）由于该反应是体积增大的可逆反应，由于甲的容器体积小，则压强大，平衡向着逆向移动，甲中反应物的转化率小于乙，且达到平衡时甲中各组分浓度都大于乙的，
A．保持温度不变，增大甲容器的体积至2L，则此时甲和乙为等效平衡，甲、乙容器中B的平衡浓度相等，故A正确；
B．保持容器体积不变，使甲容器升高温度，该反应为放热反应，平衡向着逆向移动，甲中B浓度增大，则无法满足甲、乙容器中B的平衡浓度相等，故B错误；
C．保持容器压强和温度都不变，向甲中加入一定量的A气体，由于反应物A的浓度增大，则平衡向着正向移动，甲中B的浓度减小，可能实现甲、乙容器中B的平衡浓度相等，故C正确；
D．保持容器压强和温度都不变，向甲中加入一定量的B气体，达到平衡时甲中B的浓度更大，无法满足甲、乙容器中B的平衡浓度相等，故D错误；
故答案为：AC；
（5）反应3A（g）+bB（g）?3C（g）+2D（g）的平衡常数为：K=

c3(C)?c2(D)

c3(A)?c(B)

；
 T℃时甲容器中    3A（g）+B（g）?3C（g）+2D（g）
反应前（mol/L）   6       3        0       0
浓度变化（mol/L） 3.6     1.2     3.6     2.4
平衡时（mol/L）   2.4     1.8     3.6     2.4
在T℃时的化学平衡常数K=

c3(C)?c2(D)

c3(A)?c(B)

=

3．63×2．42

2．43×1.8

=10.8，
故答案为：

c3(C)?c2(D)

c3(A)?c(B)

；10.8．

点评：本题考查了化学平衡常数的计算、化学平衡的影响因素、化学反应速率的计算等知识，题目难度中等，注意掌握化学平衡常数的影响因素及计算方法，明确化学反应速率与化学计量数的关系，试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力．