题目内容
【题目】在2 L密闭容器中进行反应:aX(s)+bY(g)cP(g)+dQ(g),式中a、b、c、d为化学计量数。在0~3 min内,各物质物质的量的变化如下表所示:
物质 时间 | X | Y | P | Q |
起始/mol | 0.5 | 1.0 | 1.5 | |
2min末/mol | 0.7 | 2.7 | 0.8 | |
3min末/mol | 2.7 |
已知2 min内v(Q)=0.075 mol·L-1·min-1,v(P)∶v(Y)=2∶5。
(1)试确定以下物质的相关量:起始时n(Y)=______,2min末时n(Q)=______。
(2)上述反应的化学方程式为_________
(3)用Y表示2 min内的反应速率为______。2min末,Q在混合气体的体积分数为_____
(4)在保持温度和容积不变的情况下,下列关于上述反应的叙述不正确的是_____
a.2 min内用X表示的反应速率为0.05mol·L-1·min-1
b.向容器内充入稀有气体Ar(不参与反应),会导致体系压强增大,反应速率加快
c.随着反应的进行,混合气体的平均相对分子质量不再改变即说明反应已经达到平衡
d.随着反应的进行,混合气体的密度不再改变即说明反应已经达到平衡
e.随着反应的进行,混合气体的压强不再改变即说明反应已经达到平衡
【答案】2.2mol 1.2mol 2X(s)+5Y(g)2P(g)+3Q(g) 0.125mol·L-1·min-1 25.5% abe
【解析】
根据表格数据,2min末反应达到平衡状态,2 min内v(Q)=0.075 mol·L-1·min-1,则△c(Q)= v(Q)×t=0.075 mol·L-1·min-1×2min =0.15 mol·L-1,△n(Q)= 0.15 mol·L-1×2 L=0.3 mol,因此2minQ为1.5 mol+0.3mol=1.2mol。v(P)∶v(Y)=2∶5=c∶b,则△n(P)∶△n (Y)=2∶5=c∶b=0.2∶△n (Y),则△n (Y)= 0.5mol,则起始时Y为2.7 mol-0.5mol =2.2mol。△n(X)∶△n (Y)∶△n(P)∶△n (Q)=0.2mol∶0.5mol∶0.2mol∶0.3mol=2∶5∶2∶3=a∶b∶c∶d,因此反应方程式为2X(s)+5Y2P(g)+3Q(g),据此分析解答。
(1)根据上述分析,起始时n(Y)=2.2mol,2min末时n(Q)=1.2mol,故答案为:2.2mol;1.2mol;
(2)根据上述分析,上述反应的化学方程式为2X(s)+5Y(g)2P(g)+3Q(g),故答案为:2X(s)+5Y(g)2P(g)+3Q(g);
(3)2 min内用Y表示的反应速率==0.125mol·L-1·min-1。根据上述分析,2min末,X(s)、Y(g)、P(g)、Q(g)的物质的量分别为:0.7mol、2.7mol、0.8mol、1.2mol,Q在混合气体的体积分数=
×100%=25.5%,故答案为:0.125mol·L-1·min-1;25.5%;
(4)a.X为固体,不能用X表示反应速率,故a错误;b.容器的体积不变,向容器内充入稀有气体Ar(不参与反应),气体的浓度不变,反应速率不变,故b错误;c.X为固体,该反应前后气体的物质的量不变,但气体的质量发生变化,因此随着反应的进行,混合气体的平均相对分子质量不再改变即说明反应已经达到平衡,故c正确;d.X为固体,该反应前后气体的物质的量不变,但气体的质量发生变化,因此随着反应的进行,混合气体的密度不再改变即说明反应已经达到平衡,故d正确;e.X为固体,该反应前后气体的物质的量不变,容器中气体的压强始终不变,混合气体的压强不再改变,不能说明反应已经达到平衡,故e错误;故答案为:abe。
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