Question

17．将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），经5分钟后，测得A的物质的量为0.3mol，D的浓度为0.1mol/L，C的平均反应速率是0.01mol/（L•min），求：
（1）5分钟后B的浓度及开始前放入容器中A、B的物质的量．
（2）以B表示该反应的平均反应速率．
（3）x的值是多少？

Answer 1

分析 经5分钟后，测得A的物质的量为0.3mol，D的浓度为0.1mol/L，生成D的物质的量为0.1mol/L×2=0.2mol，v（D）=$\frac{0.1mol/L}{5min}$=0.02mol/（L•min），C的平均反应速率是0.01mol/（L•min），由速率之比等于化学计量数之比，则$\frac{2}{x}=\frac{0.02mol/（L．min）}{0.01mol/（L．min）}$，解得x=1，设开始A、B的物质的量均为n，则
       3A（g）+B（g）?C（g）+2D（g）
开始  n             n          0            0
转化  0.3           0.1       0.1       0.2
5min 0.3                       0.1       0.2，
再结合c=$\frac{n}{V}$、v=$\frac{△c}{△t}$、开始的量=转化的量+5min的量来计算．

解答 解：经5分钟后，测得A的物质的量为0.3mol，D的浓度为0.1mol/L，生成D的物质的量为0.1mol/L×2=0.2mol，v（D）=$\frac{0.1mol/L}{5min}$=0.02mol/（L•min），C的平均反应速率是0.01mol/（L•min），由速率之比等于化学计量数之比，则$\frac{2}{x}=\frac{0.02mol/（L．min）}{0.01mol/（L．min）}$，解得x=1，设开始A、B的物质的量均为n，则
       3A（g）+B（g）?C（g）+2D（g）
开始  n             n          0            0
转化  0.3           0.1       0.1       0.2
5min 0.3                       0.1       0.2，
（1）由上述分析可知，A、B的开始物质的量均为0.3mol+0.3mol=0.6mol，则5min后B的物质的量浓度为$\frac{0.6mol-0.1mol}{2L}$=0.25mol/L，
答：5分钟后B的浓度为0.25mol/L，开始前放入容器中A、B的物质的量均为0.6mol；
（2）以B表示该反应的平均反应速率为$\frac{\frac{0.1mol}{2L}}{5min}$=0.01mol/（L•min），
答：以B表示该反应的平均反应速率为0.01mol/（L•min）；
（3）由上述分析可知，x=1，答：x的值是1．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握化学平衡三段法、反应速率的计算为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意反应速率与化学计量数成正比，题目难度不大．