Question

（12分）t℃時，將3 mol A 和1 mol B氣體，通入體積為2L的密閉容器（容積不變），發生反應：3A(g) + B（g）4 C（g） 2min時反應達到平衡狀態（溫度不變），并測得C 的濃度為0.4 mol/L，請填寫下列空白：
（1）從反應開始到達到平衡狀態，生成C的平均反應速率為_______________________。
（2）達到平衡狀態時，B 物質的轉化率α(B) =  _____________，
平衡常數K= _____________________(填計算結果)。
（3）若繼續向原混和物質通入少量氦氣后（設氦氣不與A、B、C反應），化學平衡__________（填字母）
A、向正反應方向移動   B、向逆反應方向移動  C、平衡不移動。
（4）若向原平衡中再充入a mol C，在t℃時達到新平衡，此時B的物質的量為：
n(B) =  ___________________ mol.
（5）如果上述反應在相同溫度和容器中進行，欲使反應達到平衡時C的物質的量分數與原平衡相等，起始加入的三種物質的物質的量n(A)、n(B)、n(C)之間該滿足的關系為：
____________________________________。

Answer 1

（1）0.2mol/(L·min^-1)，（2）20% ，1/27=0.037  （3）C
（4）(0.8+0.2a)  （5）n(A)=3n(B)，n(C)>0

（1） 2min時C的濃度為0.4 mol/L，所以生成C的平均反應速率為0.2mol/(L·min^-1)。

（3）通入少量氦氣后，體積不變，故A、B、C的濃度不變，因此平衡不移動。
（4）再充入a mol C，相對于又充入了3/4amolA和1/4amolB，因為反應前后體積，而此時A和B的物質的量的之比仍然滿足3︰1，故平衡與最初的平衡等效，因此B的轉化率還是20％，故達到新平衡，B的物質的量為（1＋0.25a）mol×80％＝（0.8＋0.2a）mol。
（5）根據（4）的分析可知只要A和B的物質的量之比滿足3︰1即可。