Question

3．向某体积固定的密闭容器中加入0.3mol A、0.1mol C和一定量（未知）的B三种气体，一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图所示．已知在反应过程中混合气体的平均相对分子质量没有变化．请回答：
（1）密闭容器的体积是2L；
（2）若t₁=15时，则t₀～t₁s内以C物质浓度变化表示的反应速率v（C）=0.004mol•L^-1•s^-1；
（3）写出反应的化学方程式：3A?B+2C；
（4）t₁s时，A的转化率为25%，此时v（A）_正＞v（B）_逆（选填“＞”、“＜”或“=”）；
（5）B的起始的物质的量是0.04mol；
（6）平衡时体系内的压强为初始状态的1倍．

Answer 1

分析 （1）根据图象中A的起始浓度及物质的量求算体积；
（2）根据图象中C的浓度变化求算其反应速率；
（3）A的浓度减小为反应物，C的浓度增大为生成物，且反应前后计量数相同，根据反应物质的变化量之比等于计量数比求算；
（4）转化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%；其数值之比等此时正反应速率与逆反应速率相等，于其化学计量数之比；
（5）B为生成物，根据反应的量和平衡时的量求出初始量；
（6）根据阿伏加德罗定律可知，在同温同体积条件下，气体的压强之比等于其物质的量之比，也等于其分子数之比．

解答 解：（1）由图象可知A的起始浓度为0.15mol/L，A的物质的量为0.3mol，则体积为V=$\frac{n}{c}$=$\frac{0.3mol}{0.15mol/L}$=2L；
故答案为：2；
②由图象C的浓度变化为c（C）=0.11mol/L-0.05mol/L=0.06mol/L，则其反应速率为v（C）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.06mol/L}{15s}$=0.004 mol•L^-1•s^-1；
故答案为：0.004mol•L^-1•s^-1；
③A的浓度较小为反应物，A的浓度变化为：0.15mol/L-0.06mol/L=0.09mol/L，C的浓度增大为生成物，C的浓度变化为0.11mol/L-0.05mol/L=0.06mol/L，则A、C的计量数之比为3：2，在反应过程中混合气体的平均分子量没有变化，则反应前后计量数相同，所以B为生成物，且计量数为1，所以反应方程式为：3A?B+2C；
故答案为：3A?B+2C；
（4）t₁s时，A的转化率为=$\frac{0.15mol/L-0.06mol/L}{0.15mol/L}$×100%=25%，其数值之比等此时正反应速率与逆反应速率相等，于其化学计量数之比，所以v（A）_正=3v（B）_逆，v（A）_正＞v（B）_逆，
故答案为：25%；＞；
（5）B为生成物，B的变化量为$\frac{1}{2}$×△c（C）=$\frac{1}{2}$×0.06mol/L=0.03mol/L，B的平衡浓度为0.05mol/L，则B的起始浓度为0.05mol/L-0.03mol/=0.02mol/，则物质的量为0.02mol/L×2L=0.04mol；
故答案为：0.04mol；
（6）根据阿伏加德罗定律可知，在同温同体积条件下，气体的压强之比等于其物质的量之比，也等于其分子数之比．由于反应前后气体的分子数保持不变，所以平衡时体系内的压强保持不变，为初始状态的1倍，故答案为：1．

点评 本题考查了化学平衡状态的判断、反应速率的计算、反应方程式的确定等，题目涉及的内容较多，侧重于考查学生对所学知识的综合应用能力，题目难度中等．