Question

把0．4 mol X氣體和0．6 mol Y氣體混合于2 L密閉容器中，使它們發生如下反應：4 X(g)＋5 Y(g)＝n Z(g)＋6 W(g)。2 min 末測得容器內的壓強變為原來壓強的1．05倍，且測知前2min內以Z的濃度變化表示的反應速率為0．05 mol·（L·min）^－1。
求：（1）前2 min內用X的濃度變化表示的平均反應速率？
（2）2min末Y的濃度？
（3）化學反應方程式中n的值？

Answer 1

（1）v(X)＝ 0．05 mol·（L·min）^－1 （2分）
（2）c(Y)＝0．175mol·L^-1    （2分）
（3）n＝4      （2分）

試題分析：（1）2 min 末測得容器內的壓強變為原來壓強的1．05倍，說明氣體的物質的量是反應前的1．05倍，即反應后的氣體總物質的量是（0．4mol+0．6mol）×1．05=1．05mol。前2min內以Z的濃度變化表示的反應速率為0．05 mol·（L·min）^－1。則Z的物質的量增加0．2mol。
4 X(g)＋5 Y(g)＝n Z(g)＋6 W(g)
反應前(mol）0．4   0．6
消耗(mol）0．8/n    1/n     0．2   1．2/n
2min后(mol）0．4- 0．8/n   0．6-1/n   0．2   1．2/n
所以0．4- 0．8/n+ 0．6-1/n+0．2+1．2/n=1．05,解得n=4．
所以前2 min內X的濃度減少0．2mol/2L=0．1mol/L, 用X的濃度變化表示的平均反應速率是0．1mol/L/2min=0．05 mol·（L·min）^－1
(2）2min末Y的物質的量是0．6-0．25=0．35mol，所以2min末Y的濃度c(Y)＝0．35mol/2L=0．175mol·L^-1
（3）由（1）得n=4