Question

4．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，且c（A）：c（B）=3：5，C的平均反应速率是0.1mol/（L•min）．求：（写出计算过程）
（1）反应开始前放入容器中A的物质的量为3mol
（2）B的平均反应速率为0.05mol/（L﹒min）
（3）x值为2．

Answer 1

分析 经5分钟后，测得D的浓度为0.5mol/L，生成D为0.5mol/L×2L=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，设开始前放入容器中A的物质的量为y，则
         3A（g）+B（g）?2C（g）+2D（g）
开始    y           y               0        0
转化   1.5          0.5             1       1
5min   y-1.5      y-0.5           1        1
且c（A）：c（B）=3：5，则$\frac{y-1.5}{y-0.5}$=$\frac{3}{5}$，
解得y=3，以此来解答．

解答 解：经5分钟后，测得D的浓度为0.5mol/L，生成D为0.5mol/L×2L=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，设开始前放入容器中A的物质的量为y，则
         3A（g）+B（g）?2C（g）+2D（g）
开始    y           y               0        0
转化   1.5          0.5             1       1
5min   y-1.5      y-0.5           1        1
且c（A）：c（B）=3：5，则$\frac{y-1.5}{y-0.5}$=$\frac{3}{5}$，
 解得y=3，
（1）由上述分析可知，反应开始前放入容器中A的物质的量为3mol，故答案为：3mol；
（2）B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）；
（3）由上述计算可知，x=2，故答案为：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、速率的计算为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意利用速率与化学计量数的关系确定x，题目难度不大．