Question

15．某探究小组用HNO₃与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素．所用HNO₃浓度为1.00mol/L、2.00mol/L，大理石有细颗粒和粗颗粒两种规格，实验温度为25℃、35℃，每次实验HNO₃的用量为25.00mL，大理石用量为10.00g．
请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填空：

实验 编号	温度 （℃）	大理石 规格	HNO3浓度（mol/L）	实验目的
①	25	粗颗粒	2.00	（I）实验①和②探究浓度对反应速率的影响； （II）实验①和③探究温度对反应速率的影响； （III）实验①和④探究固体物质的表面积对反应速率的影响
②	25	粗颗粒	1.00
③	35	粗颗粒	2.00
④	25	细颗粒	2.00

（Ⅱ）把2.5mol A和2.5mol B混合放入2L密闭容器里，发生反应：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），经5s后反应达平衡．在此5s内C的平均反应速率为0.2mol/（L•s），同时生成1mol D．试求：
（1）达平衡时B的转化率为20%．
（2）x的值为4．
（3）若温度不变，达平衡时容器内气体的压强是反应前的1.2倍．

Answer 1

分析 研究影响反应速率的因素，由控制变量法可知，
（I）实验①和②只有浓度不同；
（II）实验①和③只有温度不同；
（III）实验①和④只有接触面积不同；
（Ⅱ）把2.5mol A和2.5mol B混合放入2L密闭容器里，发生反应：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），经5s后反应达平衡．在此5s内C的平均反应速率为0.2mol/（L•s），同时生成1mol D，v（D）=$\frac{\frac{1mol}{2L}}{5s}$=0.1mol/（L•s），由速率之比等于化学计量数之比可知，$\frac{x}{2}=\frac{0.2}{0.1}$，解得x=4，则
         3A（g）+B（g）?4C（g）+2D（g）
开始     2.5        2.5         0            0
转化     1.5         0.5        2             1
平衡       1            2        2              1
结合转化率=$\frac{转化的量}{开始的量}$×100%、物质的量比等于压强比来解答．

解答 解：（Ⅰ）由控制变量法可知，（I）实验①和②只有浓度不同，则实验②中硝酸浓度为1.00mol/L；（II）实验①和③只有温度不同，则实验③中温度为35℃；（III）实验①和④只有接触面积不同，则实验目的为探究固体物质的表面积，
故答案为：

②			1.00	（III）固体物质的表面积
③	35

（Ⅱ）把2.5mol A和2.5mol B混合放入2L密闭容器里，发生反应：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），经5s后反应达平衡．在此5s内C的平均反应速率为0.2mol/（L•s），同时生成1mol D，v（D）=$\frac{\frac{1mol}{2L}}{5s}$=0.1mol/（L•s），由速率之比等于化学计量数之比可知，$\frac{x}{2}=\frac{0.2}{0.1}$，解得x=4，则
         3A（g）+B（g）?4C（g）+2D（g）
开始     2.5        2.5         0            0
转化     1.5         0.5        2             1
平衡       1            2        2              1
（1）达平衡时B的转化率为$\frac{0.5}{2.5}$×100%=20%，故答案为：20%；
（2）由上述分析可知x=4，故答案为：4；
（3）若温度不变，达平衡时容器内气体的压强是反应前的$\frac{1+1+2+2}{2.5+2.5}$=1.2倍，故答案为：1.2．

点评 本题考查化学平衡计算及探究速率的影响因素，为高频考点，把握化学平衡三段法、控制变量法、转化率计算为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，综合性较强，题目难度不大．