Question

15．某温度下，在体积为5L的容器中，A、B、C三种物质物质的量随着时间变化的关系如图所示，则该反应的化学方程式为2A?3B+C，2s内用A的浓度变化的平均反应速率为0.08mol/（L•s）．
（2）一定温度下，将3molD气体和1molE气体通过一密闭容器中，发生如下反应：3D（g）+E（g）?xF（g）．
若容器体积固定为2L，反应1min时测得剩余1.8molD，F的浓度为0.4mol/L．
①x=2；
②若反应经2min达到平衡，平衡时F的浓度小于0.8mol/L（填“大于”、“等于”或“小于”）；
③平衡混合物中，F的体积分数为25%，则D的转化率是40%．

Answer 1

分析 （1）根据在反应中减小的物质为反应物，增加的物质为生成物，各物质的物质的量的变化量之比等于反应中各物质的计量数之比，写出化学方程式；根据v=$\frac{△c}{△t}$计算反应速率；
（2）①根据三段式计算出1min时各组分的物质的量，设反应过程中消耗E物质的量为a，
                  3D（g）+E（g）?xF（g）
起始（mol）   3           1            0
变化（mol）3a            a            xa
1min（mol）1.8         1-a         0.8，
计算得到a和x；
②反应经2min达到平衡，反应速率小于1min时的速率，平衡时C的浓度小于1min时C的浓度的2倍；
③根据三段式计算，衡混合物中，F的体积分数为25%，设平衡状态下消耗E物质的量为b，
              3D（g）+E （g）?2F（g）
起始（mol）3            1               0
变化（mol）3b          b               2b
平衡（mol）3-3b      1-b              2b
计算得到b，转化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%；

解答 解：（1）由图可知，在2min时，A的物质的量减小1.6mol-0.8mol=0.8mol，A为反应物，B的物质的量增加1.2mol，C的物质的量增加0.4mol，B、C为生成物，A、B、C的物质的量的变化量之比为0.8：1.2：0.4=2：3：1，
根据反应中的计量数之比等于变化的物质的物质的量之比，要写出反应方程式为：2A?3B+C，
2s内用A的浓度变化表示的平均反应速率为$\frac{\frac{1.6mol-0.8mol}{5L}}{2s}$mol/（L•s）=0.08mol/（L•s），
故答案为：2A?3B+C；0.08mol/（L•s）；
（2）①将3molD气体和1molE气体通过一密闭容器中发生如下反应：3D（g）+E（g）?xF（g）．若容器体积固定为2L，反应1min时测得剩余1.8molD，F的浓度为0.4mol/L．设反应过程中消耗E物质的量为a，
                  3D（g）+E（g）?xF（g）
起始（mol）   3           1            0
变化（mol）3a            a            xa
1min（mol）1.8         1-a         0.8
3-3a=1.8，xa=0.8，
解得a=0.4，x=2，
故答案为：2；
②若反应经2min达到平衡，D、E的浓度减小，反应速率变小，反应经2min达到平衡时，平衡时F的浓度小于1min时C的浓度的2倍，即小于0.4 mol•L^-1×2=0.8mol•L^-1，
故答案为：小于；
③平衡混合物中，F的体积分数为25%，设平衡状态下消耗E物质的量为b，
              3D（g）+E （g）?2F（g）
起始（mol）3            1               0
变化（mol）3b          b               2b
平衡（mol）3-3b      1-b              2b
平衡混合物中F的体积分数为$\frac{2b}{3-3b+1-b+2b}$×100%=25%，解得b=0.4，
则D的转化率是$\frac{3b}{3}$×100%=40%，
故答案为：40%．

点评 本题主要考查了根据图象写化学方程式、计算反应速率，注意分析化学方程式的特征，根据化学平衡三段式解答，题目难度不大，注重对基础知识的考查．