在一定条件下，容积分别为1L和2L的甲、乙两密闭容器中同时充入2molA和2molB的混合气体，发生如下反应：2A(g)＋B(g)xC(g)ΔH＝QkJ·mol－1，保持甲、乙两容

Question

在一定条件下，容积分别为 1 L 和 2 L 的甲、乙两密闭容器中同时充入 2 mol A 和 2 mol B 的混合气体，发生如下反应： 2A (g) ＋ B(g) x C(g) 　 Δ H ＝ Q kJ·mol ^{－ 1} ，保持甲、乙两容器温度不变且相同，两容器中有关 A 的量随时间的变化如图：

(1) 根据上述图像判断， x ________3( 填 “>”“ ＝ ” 或 “<”) 。写出该反应的平衡常数表达式： K ＝ ________ ，已知温度升高时， K 值减小，则 Q ________0( 填 “>”“ ＝ ” 或 “<”) 。

(2) 用 B 物质表示从 0 ～ 3 min 内乙容器中反应的平均速率 v (B) ＝ ________ 。 ( 结果保留三位小数 )

(3) 能说明甲容器中反应达到平衡状态的是 ________( 填编号 ) 。

a ． 2 n (A) ＝ n (B) ＝ x · n (C)

b ． c (A) 、 c (B) 、 c (C) 保持一个定值

c ． x · v _逆 (B) ＝ v _正 (C)

d ．甲容器中气体的密度保持不变

(4) 甲、乙两容器中反应达到平衡时所耗时间相同，原因可能是 __________________________ 。

Answer 1

解析　 (1) 投料量相同，体积不同，甲中压强大，平衡时甲中 A 为 1 mol ，乙中 A 也为 1 mol ，即两体系中各物质的物质的量相同，相当于改变压强平衡没移动，所以 x ＝ 3 ；升高温度 K 值变小，即平衡向逆反应方向移动，所以正反应是放热反应，所以 Q <0 。 (2) 先求出 A 的速率： v (A) ＝ ＝ ＝ ＝ mol·L ^{－ 1} ·min ^{－ 1} ， B 的速率是 A 的一半，即 v (B) ＝ v (A) ＝ × mol·L ^{－ 1} ·min ^{－ 1} ≈0.083 mol·L ^{－ 1} ·min ^{－ 1} ，要注意容器的体积。

(3)a 项，具体反应过程中各物质的量的多少不能作为平衡判断的依据； b 项，各物质的浓度不变，则说明反应已达到平衡； c 项，即正逆反应速率相等，是平衡标志； d 项，固定体积的容器，反应体系中各物质都是气态的反应，反应过程中密度一直不变，所以密度不变不能作为该反应的平衡标志。

(4) 乙中反应物浓度小于甲，而反应速率与甲相同，故乙中可能使用了催化剂。

答案　 (1) ＝　 　 < 　 (2)0.083 mol·L ^{－ 1} ·min ^{－ 1} 　 (3)bc 　 (4) 乙容器中有催化剂