Question

一道化学平衡常数题目

恒温时 将2molA和2molB气体投入固定容积2L的密闭容器中反应： 2A（g）+B（g）=xC（g）+D（s）。 10s时测得A的n=1.7mol C的反应速度为0.0225mol/ls. 40s时恰好反应平衡 此时B的转化率为20% 求x的值 ， 求平衡常数K的列式和值
我求出X=3 但是K的列式和值不会求 大家帮我看看 x 有没错？ 然后K的式子和值怎么求？

Answer 1

反应的A和C的物质的量之比为其计量系数之比，即2：x
反应的n(A)=2-1.7=0.3mol，反应的n(C)=rtV=0.0225*10*2=0.45mol
所以2：x=0.3:0.45，解得x=3
平衡常数的定义式是等于平衡时产物的浓度的幂的乘积除以反应物的浓度的幂的乘积（有纯固体、纯液体或稀溶液溶剂参与反应时，这些物质不在平衡常数表达式中出现）。
所以该反应的平衡常数K=[C]^x/([A]^2*[B])=[C]^3/([A]^2*[B])
平衡时B的转化率为20%，所以反应的B的量n(B，反应)=2*20%=0.4mol，
则剩余的n(B)=2-0.4=1.6mol，其浓度[B]=n/V=1.6/2=0.8mol/L；
平衡时反应的A的量=2n(B，反应)=2*0.4=0.8mol，所以剩余n(A)=2-0.8=1.2mol，其浓度
[A]=n/V=1.2/2=0.6mol/L；
平衡时生成的C的量=3n(B，反应)=3*0.4=1.2mol，其浓度[C]=n/V=1.2/2=0.6mol/L；
代入平衡常数表达式中得K=0.6^3/(0.6^2*0.8)=0.75
注：题中虽给出40s时恰好反应平衡，但不能用速率求浓度，因为10s的平均速率并不等于40s内的平均速率。