Question

13．将等物质的量的A、B混合于2L密闭容器中发生如下反应：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），4min时测得D的浓度为0.4mol/L，c_（A）：c_（B）=3：5，C的平均反应速率是0.1mol/（L•min）
列式计算：
（1）x=2
（2）B在这4min内的平均反应速率
（3）此时A的浓度及反应开始前容器中A、B的物质的量．

Answer 1

分析 （1）计算D的反应速率，根据化学反应速率之比等化学计量数之比进行计算得到x；
（2）化学反应速率之比等于化学方程式计量数之比；
（3）结合方程式，利用三段式进行计算，设开始前容器中A的物质的量为n，设开始前容器中A的物质的量为n，n（D）=0.4mol•L^-1×2L=0.8mol，
      3A（g）+B（g）?2C（g）+2D（g），
开始   n       n       0      0
转化  1.2mol 0.4mol   0.8mol  0.8mol
5min  n-1.2   n-0.4   0.8     0.8
则：（n-1.2）：（n-0.4）=3：5，
解得：n=2.4mol，以此来解答．

解答 解：（1）v（D）=$\frac{0.4mol/L}{4min}$=0.1mol•L^-1•min^-1，v（C）：v（D）=0.1mol•L^-1•min^-1：0.1mol•L^-1•min^-1=1：1=x：2，解得：x=2，
故答案为：2；
（2）化学反应速率与化学计量数成正比，则v（C）：v（B）=2：1=0.1mol•L^-1•min^-1：v（B），解得：v（B）=0.05mol•L^-1•min^-1，
答：B的平均反应速率0.05mol•L^-1•min^-1；
（3）设开始前容器中A的物质的量为n，n（D）=0.4mol•L^-1×2L=0.8mol，
      3A（g）+B（g）?2C（g）+2D（g），
开始   n       n       0      0
转化  1.2mol 0.4mol   0.8mol  0.8mol
5min  n-1.2   n-0.4   0.8     0.8
则：（n-1.2）：（n-0.4）=3：5，
解得：n=2.4mol，
此时A的浓度=$\frac{2.4mol-1.2mol}{2L}$=0.6mol/L，
答：此时A的浓度为0.6 mol/L，反应开始前放入容器中的A、B的物质的量2.4mol．

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与化学计量数的关系，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．