Question

8．已知可逆反应：aA（g）+bB（g）?cC（g）+dD（g），其中a，b，c，d为最简整数．
（1）在密闭容器中将等物质的量的A、B、C、D四种气体混合，发生上述反应，当反应进行一段时间后测得A减少了n mol，B减少了$\frac{n}{2}$mol，C增加了$\frac{n}{2}$mol，D增加了$\frac{3n}{2}$mol，此时反应达到化学平衡状态，则a=2，b=1，c=1，d=3．
（2）取1mol A和2 molB置于2L密闭容器中，在一定条件下发生上述反应，5min后测得容器内D的浓度为0.3mol•L^-1，5min末B的物质的量为1.8mol，这段时间内C的平均反应速率为0.02mol/（L．min）．
（3）若该反应在恒温恒容条件下进行，则可作为判断该反应达到平衡状态的标志是②④（填序号）
①消耗a mol A，同时生产d mol D；
②D的百分含量保持不变；
③容器内气体的密度不再发生改变；
④v_正（A）=$\frac{a}{c}$×v_逆（C）

Answer 1

分析 （1）根据同一化学反应的同一时间段内，各物质的物质的量变化量之比等于其化学计量数之比；
（2）浓度变化量之比等于其化学计量数之比，根据D的浓度变化量计算B、C浓度变化量，根据△n=△c×V计算△n（B），进而计算5min末B的物质的量；根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（C）；
（3）反应到达平衡时，同种物质表示的正、逆速率相等（不同物质表示的正、逆速率之比等于其化学计量之比），各组分的浓度、含量不变，由此衍生的一些其它量不变，选择判断平衡的物理量应随时间变化，该物理量由变化到不变化说明到达平衡，自始至终不变的物理量不能说明到达平衡．

解答 解：（1）同一化学反应的同一时间段内，各物质的物质的量变化量之比等于其化学计量数之比，则：a：b：c：d=n mol：$\frac{n}{2}$mol：$\frac{n}{2}$mol：$\frac{3n}{2}$mol=2：1：1：3，故a=2、b=1、c=1、d=3，
故答案为：2；1；1；3；
（2）5min后测得容器内D的浓度为0.3mol•L^-1，则：△c（B）=$\frac{1}{3}$△c（D）=$\frac{1}{3}$×0.3mol/L=0.1mol/L，故△n（B）=△c×V=0.1mol/L×2L=0.2mol，故5min末B的物质的量为2mol-0.2mol=1.8mol；
△c（C）=$\frac{1}{3}$△c（D）=$\frac{1}{3}$×0.3mol/L=0.1mol/L，故v（C）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.1mol/L}{5min}$=0.02mol/（L．min），
故答案为：1.8mol；0.02mol/（L．min）；
（3）①消耗a mol A，同时生产d mol D，均表示正反应速率，反应自始至终都按此比例进行，不能说明得到平衡，故错误；
②随反应进行D的含量增大，D的百分含量保持不变，说明反应到达平衡，故正确；
③混合气体总质量不变，容器容积不变，容器内气体的密度始终不变，不能说明到达平衡，故错误；
④v_正（A）=$\frac{a}{c}$×v_逆（C）即v_正（A）：v_逆（C）=a：c，反应到达平衡，故正确，
故选：②④．

点评 本题考查化学平衡计算、反应速率计算、化学平衡状态的判断，难度不大，注意选择判断平衡的物理量应随时间变化，该物理量由变化到不变化说明到达平衡．