一定温度下,将3mol A气体和1mol B气体通人一密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)⇌xC(g).请填写下列空白:
(1)若容器体积固定为2L,反应2min时测得剩余0.6mol B,C的浓度为0.4mol/L.
①x= ;
②4min后,C的浓度 0.8mol/L (填“大于”、“等于”或“小于”);
③已知平衡混合物中C的体积分数为25%,则A的转化率为 ;
④改变起始物质加入的量,欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与原平衡相等,起始加入的三种物质的物质的量分别为a、b、c,它们之间应该满足的关系式为 、 ;
(2)若维持容器压强不变,改变起始物质加入的量,欲使反应达到平衡时C的物质的量是原平衡的2倍,则应加入 mol A气体和 mol B气体.
【考点】化学平衡的计算;化学平衡的影响因素.
【专题】化学平衡计算.
【分析】(1)一定温度下,将3molA气体和1molB气体通入一密闭容器中,若容器体积固定为 2L,反应2min时测得剩余0.6mol B,C的浓度为0.4mol/L,则:
3A(g)+B(g)⇌x C(g)
起始量(mol):3 1 0
变化量(mol):1.2 0.4 0.4x
2min时(mol):1.8 0.6 0.4x
①结合C的浓度计算x;
②后2min内速率小于前2min内反应速率,故后2min内C的浓度变化量小于0.4mol/L;
③令平衡时转化的B为ymol,表示出平衡时各组分的物质的量,再根据C的体积分数为25%列方程计算解答;
④改变起始物质加入的量,欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与原平衡相等,恒温恒容下,反应前后气体体积不相等,按化学计量数转化到左边满足n(A)=3mol、n(B)=1mol;
(2)若维持容器压强不变,改变起始物质加入的量,欲使反应达到平衡时C的物质的量是原平衡的2倍,与原平衡等效,反应物转化率相等,应满足A、B的物质的量之比与初始配比数相等且为原来的2倍.
【解答】解:(1)一定温度下,将3molA气体和1molB气体通入一密闭容器中,若容器体积固定为 2L,反应1min时测得剩余0.6mol B,C的浓度为0.4mol/L,则:
3A(g)+B(g)⇌x C(g)
起始量(mol):3 1 0
变化量(mol):1.2 0.4 0.4x
1min时(mol):1.8 0.6 0.4x
①
=0.4mol/L,则x=2,故答案为:2;
②后1min内速率小于前1min内反应速率,故后1min内C的浓度变化量小于0.4mol/L,故2min达到平衡,平衡时C的浓度小于0.8mol/L,故答案为:小于;
③令平衡时转化的B为ymol,则:
3A(g)+B(g)⇌2 C(g)
起始量(mol):3 1 0
变化量(mol):3y y 2y
2min时(mol):3﹣3y 1﹣y 2y
所以
=25%,解得y=0.4,故A的转化率为
×100%=40%,
故答案为:40%;
④改变起始物质加入的量,欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与原平衡相等,恒温恒容下,反应前后气体体积不相等,按化学计量数转化到左边满足n(A)=3mol、n(B)=1mol,则:n(A)+1.5n(C)=3、n(B)+0.5n(C)=1,
故答案为:n(A)+1.5n(C)=3、n(B)+0.5n(C)=1;
(2)若维持容器压强不变,改变起始物质加入的量,欲使反应达到平衡时C的物质的量是原平衡的2倍,与原平衡等效,反应物转化率相等,应满足A、B的物质的量之比与初始配比数相等且为原来的2倍,则应加入6molA、2molB,
故答案为:6;2.
【点评】本题考查化学平衡的计算,题目难度中等,(1)中②注意根据反应速率分析前、后2min内C的浓度变化量
,易错点为(2),关键是对等效平衡的理解.