Question

6．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5min后，测得D的浓度为0.5mol•L^-1，C的平均反应速率是0.1mol/（L•min），且此时A、B的物质的量浓度之比为3：5．求：
（1）此时A的浓度及反应开始前放入容器中B的物质的量．
（2）B的平均反应速率．
（3）x的值是多少．

Answer 1

分析 经5分钟后，D的浓度为0.5mol/L，生成D的物质的量为0.5mol/L×2=1mol，v（D）=$\frac{0.5mol/L}{5min}$=0.1mol/（L•min），C的平均反应速率是0.1mol/（L•min），由速率之比等于化学计量数之比，可知x=2，设开始A、B的物质的量均为n，则
       3A（g）+B（g）?2C（g）+2D（g）
开始  n             n          0            0
转化  1.5          0.5       1            1
5min n-1.5       n-0.5     1            1
此时A、B的物质的量浓度之比为3：5，则
$\frac{n-1.5}{n-0.5}=\frac{3}{5}$，解得n=3，以此来解答．

解答 解：经5分钟后，D的浓度为0.5mol/L，生成D的物质的量为0.5mol/L×2=1mol，v（D）=$\frac{0.5mol/L}{5min}$=0.1mol/（L•min），C的平均反应速率是0.1mol/（L•min），由速率之比等于化学计量数之比，可知x=2，设开始A、B的物质的量均为n，则
       3A（g）+B（g）?2C（g）+2D（g）
开始  n             n          0            0
转化  1.5          0.5       1            1
5min n-1.5       n-0.5     1            1
此时A、B的物质的量浓度之比为3：5，则
$\frac{n-1.5}{n-0.5}=\frac{3}{5}$，解得n=3，
（1）由上述分析可知，B的开始物质的量均为3mol，则此时A的物质的量浓度为$\frac{3mol-1.5mol}{2L}$=0.75mol/L，
答：5分钟后A的浓度为0.75mol/L，开始前放入容器中B的物质的量为3mol；
（2）以B表示该反应的平均反应速率为$\frac{\frac{0.5mol}{2L}}{5min}$=0.05mol/（L•min），
答：B的平均反应速率为0.05mol/（L•min）；
（3）由上述分析可知，x=2，答：x的值是2．

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．