Question

19．回答下列问题：
（1）将等物质的量的A和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），5min后测得c（D）=0.5mol•L^-1，
c（A）：c（B）=3：5，C的反应速率是0.1mol•L^-1•min^-1．
①A在5min末的浓度是0.75mol/L．
②v（B）=0.05mol/（L•min）．
③x=2．
（2）在25℃时，向100mL含氯化氢14.6g的盐酸溶液中，放入5.6g纯铁粉，反应进行到2min末收集到氢气1.12L（标准状况），在此后又经过4min，铁粉完全溶解．若不考虑溶液体积的变化，则：
①前2min内用FeCl₂表示的平均反应速率是0.25mol/（L•min）．
②后4min内用HCl表示的平均反应速率是0.25mol/（L•min）．
③前2min与后4min相比，反应速率前2分钟较快，其原因是在其他条件不变时，增大反应物的浓度，反应速率增大，随着反应进行，反应物的浓度逐渐减小，因而v随之减小．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）①根据氢气的体积计算生成的氯化亚铁的物质的量，再利用反应速率公式计算氯化亚铁的平均反应速率；
②先算出2min后氢离子的物质的量的变化量，再根据平均反应速率公式计算；
③根据浓度与反应速率的关系分析．

解答 解：（1）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此时A的浓度c（A）=$\frac{（3-1.5）mol}{2L}$=0.75mol/L，
故答案为：0.75mol/L；
②5min末用B表示的平均反应速率为：v（B）=$\frac{\frac{0.5mol}{2L}}{5min}$=0.05mol/（L•min），
故答案为：0.05mol/（L•min）；
③C的反应速率是0.1mol•L^-1•min^-1，则：$\frac{\frac{0.5xmol}{2L}}{5min}$=0.1mol/（L•min），解得：x=2，
故答案为：2；
（2）①反应前氯化亚铁的物质的量为0，
   Fe+2HCl=FeCl₂ +H₂ ↑
  56g          1mol     22.4L 
  2.8g       0.05mol   1.12L
v（FeCl₂ ）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.05mol}{0.1L}}{2min}$=0.25 mol/（L．min），
故答案为：0.25 mol/（L•min）；
②反应前氯化氢的物质的量为：$\frac{14.6g}{36.5g/mol}$=0.4mol，铁的物质的量为：$\frac{5.6g}{56g/mol}$，结合方程式知氯化氢过量，通过①知，前两分钟，铁反应消耗2.8g，还剩2.8g；2min-4min时，铁反应了2.8g，
  Fe+2HCl=FeCl₂ +H₂ ↑
  56g     2 mol
  2.8g   0.1mol
所以氯化氢的物质的量的变化量为0.1mol，
所以4min内用HCl表示的平均反应速率为：v（HCl ）=$\frac{\frac{0.1mol}{0.1L}}{4min}$=0.25 mol/（L•min），
故答案为：0.25 mol/（L•min）；
③根据同一反应、同一时间段内中，各物质的反应速率之比等于计量数之比，所以前两分钟内，氯化氢的平均反应速率为0.5mol/（L．min）；2min-4min时，氯化氢的平均反应速率为0.25 mol/（L．min），
所以前两分钟内反应速率快，原因是：随着反应的进行，氢离子的浓度不断减小，所以反应速率降低．
故答案为：前2分钟快；  在其他条件不变时，增大反应物的浓度，反应速率增大，随着反应进行，反应物的浓度逐渐减小，因而v随之减小．

点评 本题考查了化学平衡的计算，题目难度中等，明确化学平衡及其影响为解答关键，注意掌握化学反应速率的概念及表达式，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．