Question

在2.00L的密閉容器中，反應(yīng)2A（g）B（g）+ C（g）分別在三種不同實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)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(yīng)物A的濃度隨時(shí)間的變化如下圖所示：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）以下說(shuō)法能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是：­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­            （填序號(hào)）
①c(A):c(B):c(C)=2:1:1
②v(A)=" 2" v(B)
③體系的壓強(qiáng)不再改變
④A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再改變
⑤混合氣體的密度不再改變
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)③回答：反應(yīng)開(kāi)始到4.0min時(shí)反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率為           ，
B平均反應(yīng)速率為             。
（3）與①比較，②和③分別僅改變一種反應(yīng)條件。所改變的條件是：
②                                               ；③                                                              。 
（4）實(shí)驗(yàn)①條件下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)值是                。若實(shí)驗(yàn)①到達(dá)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(shí)體系中A的物質(zhì)的量濃度。（寫出計(jì)算過(guò)程）

Answer 1

（1）④（2）40%，0.005mol/(L·min) （3）②使用合適的催化劑；③升溫 
（4）
往體系中再投入0.028molB和0.028molC后，平衡向左移動(dòng)，設(shè)轉(zhuǎn)化的B的物質(zhì)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(zhuǎn)化（mol./L）        2x          x           x              
新平衡（mol/L）     0.060+2x     0.054-x      0.054-x    
K=      x = 0.006mol/L 
再次達(dá)到平衡時(shí)A的物質(zhì)的量濃度：c(A) =" (0.060+0.006×2)" mol/L =" 0.072" mol/L

試題分析：（1）當(dāng)A消耗0.03mol/L時(shí)，即c(A)=0.07mol/L時(shí)，c(A):c(B):c(C)=2:1:1，圖中c(A)=0.07mol/L時(shí)不是平衡狀態(tài)，①錯(cuò)誤；A、B速率比等于2：1，但未知是正反應(yīng)速率還是逆反應(yīng)速率，②錯(cuò)誤；反應(yīng)前后氣體的計(jì)量數(shù)不變，當(dāng)容器的體積和溫度不變時(shí)，反應(yīng)前后體系壓強(qiáng)不變，③錯(cuò)誤；A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，④正確；反應(yīng)物、生成物都是氣體，氣體質(zhì)量守恒，容器容積固定，所以氣體的密度不變，⑤錯(cuò)誤。（2）實(shí)驗(yàn)③中，前4min時(shí)，A濃度變化為0.04mol/L，A的轉(zhuǎn)化率為0.04/0.1=0.4；v(A)=0.01mol/(L·min)，所以v(B)=0.005mol/(L·min)。（3）①、②起始時(shí)和平衡時(shí)A的濃度相同，但②比①先達(dá)到平衡，改變的條件是使用正催化劑；①、③起始時(shí)A的濃度相同，但③比①先達(dá)到平衡，說(shuō)明改變的條件可能是升高溫度或增大壓強(qiáng)，增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)，平衡時(shí)③比①A的濃度小，改變的條件是升高溫度。（4）實(shí)驗(yàn)①平衡時(shí)c(A)=0.06mol/L，所以轉(zhuǎn)化的c(A)=0.04mol/L，生成的c(B)=c(C)=0.02mol/L，K=c(B)c(C)/c²(A)=0.04×0.04/0.06²=。平衡后，保持溫度不變，向容器中再投入B和C，反應(yīng)平衡常數(shù)不變。往體系中再投入0.028molB和0.028molC后，平衡向左移動(dòng)，設(shè)轉(zhuǎn)化的B的物質(zhì)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(zhuǎn)化（mol./L）        2x          x           x              
新平衡（mol/L）     0.060+2x     0.054-x      0.054-x    
K=      x = 0.006mol/L 
再次達(dá)到平衡時(shí)A的物質(zhì)的量濃度：c(A) =" (0.060+0.006×2)" mol/L =" 0.072" mol/L
點(diǎn)評(píng)：化學(xué)平衡常數(shù)是溫度的函數(shù)，對(duì)于同一反應(yīng)，只要溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)不變，該條件經(jīng)常隱含在題設(shè)條件中。