Question

4．將等物質的量A、B混合于2L的密閉容器中，發生如下反應：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經5分鐘后，測得D的濃度為0.5mol/L，且c（A）：c（B）=3：5，C的平均反應速率是0.1mol/（L•min）．求：（寫出計算過程）
（1）反應開始前放入容器中A的物質的量為3mol
（2）B的平均反應速率為0.05mol/（L﹒min）
（3）x值為2．

Answer 1

分析 經5分鐘后，測得D的濃度為0.5mol/L，生成D為0.5mol/L×2L=1mol，v（D）=$\frac{0.5mol/L}{5min}$=0.1mol/（L•min），C的平均反應速率是0.1mol/（L•min），由速率之比等于化學計量數之比可知，x=2，設開始前放入容器中A的物質的量為y，則
         3A（g）+B（g）?2C（g）+2D（g）
開始    y           y               0        0
轉化   1.5          0.5             1       1
5min   y-1.5      y-0.5           1        1
且c（A）：c（B）=3：5，則$\frac{y-1.5}{y-0.5}$=$\frac{3}{5}$，
解得y=3，以此來解答．

解答 解：經5分鐘后，測得D的濃度為0.5mol/L，生成D為0.5mol/L×2L=1mol，v（D）=$\frac{0.5mol/L}{5min}$=0.1mol/（L•min），C的平均反應速率是0.1mol/（L•min），由速率之比等于化學計量數之比可知，x=2，設開始前放入容器中A的物質的量為y，則
         3A（g）+B（g）?2C（g）+2D（g）
開始    y           y               0        0
轉化   1.5          0.5             1       1
5min   y-1.5      y-0.5           1        1
且c（A）：c（B）=3：5，則$\frac{y-1.5}{y-0.5}$=$\frac{3}{5}$，
 解得y=3，
（1）由上述分析可知，反應開始前放入容器中A的物質的量為3mol，故答案為：3mol；
（2）B的平均反應速率為v（B）=$\frac{\frac{0.5mol}{2L}}{5min}$=0.05mol/（L﹒min），故答案為：0.05mol/（L﹒min）；
（3）由上述計算可知，x=2，故答案為：2．

點評 本題考查化學平衡的計算，為高頻考點，把握化學平衡三段法、速率的計算為解答的關鍵，側重分析與計算能力的考查，注意利用速率與化學計量數的關系確定x，題目難度不大．