Question

6．將等物質的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經5min后，測得D的濃度為0.5mol•L^-1，C的平均反應速率是0.1mol/（L•min），且此時A、B的物質的量濃度之比為3：5．求：
（1）此時A的濃度及反應開始前放入容器中B的物質的量．
（2）B的平均反應速率．
（3）x的值是多少．

Answer 1

分析 經5分鐘后，D的濃度為0.5mol/L，生成D的物質的量為0.5mol/L×2=1mol，v（D）=$\frac{0.5mol/L}{5min}$=0.1mol/（L•min），C的平均反應速率是0.1mol/（L•min），由速率之比等于化學計量數之比，可知x=2，設開始A、B的物質的量均為n，則
       3A（g）+B（g）?2C（g）+2D（g）
開始  n             n          0            0
轉化  1.5          0.5       1            1
5min n-1.5       n-0.5     1            1
此時A、B的物質的量濃度之比為3：5，則
$\frac{n-1.5}{n-0.5}=\frac{3}{5}$，解得n=3，以此來解答．

解答 解：經5分鐘后，D的濃度為0.5mol/L，生成D的物質的量為0.5mol/L×2=1mol，v（D）=$\frac{0.5mol/L}{5min}$=0.1mol/（L•min），C的平均反應速率是0.1mol/（L•min），由速率之比等于化學計量數之比，可知x=2，設開始A、B的物質的量均為n，則
       3A（g）+B（g）?2C（g）+2D（g）
開始  n             n          0            0
轉化  1.5          0.5       1            1
5min n-1.5       n-0.5     1            1
此時A、B的物質的量濃度之比為3：5，則
$\frac{n-1.5}{n-0.5}=\frac{3}{5}$，解得n=3，
（1）由上述分析可知，B的開始物質的量均為3mol，則此時A的物質的量濃度為$\frac{3mol-1.5mol}{2L}$=0.75mol/L，
答：5分鐘后A的濃度為0.75mol/L，開始前放入容器中B的物質的量為3mol；
（2）以B表示該反應的平均反應速率為$\frac{\frac{0.5mol}{2L}}{5min}$=0.05mol/（L•min），
答：B的平均反應速率為0.05mol/（L•min）；
（3）由上述分析可知，x=2，答：x的值是2．

點評 本題考查化學平衡的計算，為高頻考點，把握化學平衡三段法、反應速率的計算為解答的關鍵，側重分析與計算能力的考查，注意反應速率與化學計量數成正比，題目難度不大．