Question

3．将等物质的量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D的浓度为0.5mol/L不变，且c（A）：c（B）=3：5，C的平均反应速率是0.1mol/（L•min）．求：
（1）反应开始前放入容器中A、B物质的量．
（2）B的平均反应速率．
（3）x值是多少？
（4）求平衡常数？

Answer 1

分析 将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，经5min后，测得D的浓度为0.5mol/L，生成的D为2L×0.5mol/L=1mol，则：
                         3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g）
起始量（mol）：n              n            0             0
变化量（mol）：1.5         0.5         0.5x            1
5min时（mol）：n-1.5    n-0.5        0.5x           1
由于5min时c（A）：c（B）=3：5，则（n-1.5）：（n-0.5）=3：5，解得n=3，据此解答．

解答 解：将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，经5min后，测得D的浓度为0.5mol/L，生成的D为2L×0.5mol/L=1mol，则：
                        3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g）
起始量（mol）：n          n             0            0
变化量（mol）：1.5       0.5         0.5x        1
5min时（mol）：n-1.5    n-0.5      0.5x         1
由于5min时c（A）：c（B）=3：5，则（n-1.5）：（n-0.5）=3：5，解得n=3，
（1）反应开始前容器中的A、B的物质的量：n（A）=n（B）=3mol，答：反应开始前放入容器中A、B物质的量为3mol；
（2）B的平均反应速率v（B）=$\frac{\frac{0.5mol}{2L}}{5min}$=0.05mol/（L•min），答：B的平均反应速率0.05mol/（L•min）；
（3）v（C）=$\frac{\frac{0.5xmol}{2L}}{5min}$=0.1mol/（L•min），则x=2，
答：x值为2；
（4）平衡状态下ABCD浓度分别为：c（A）=$\frac{（3-1.5）mol}{2L}$=0.75mol/L，c（B）=$\frac{（3-0.5）mol}{2L}$=1.25mol/L，c（C）=$\frac{0.5×2mol}{2L}$=0.5mol/L，c（D）=$\frac{1mol}{2L}$=0.5mol/L，K=$\frac{{1}^{2}×0．{5}^{2}}{0.7{5}^{3}×1.25}$≈0.5，
答：平衡常数为0.5．

点评 本题考查化学平衡计算、反应速率概念计算，比较基础，注意对基础知识的理解掌握题目难度不大．