Question

将等物质的量浓度的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5分钟后，测D的浓度为0.5mol/L，C的平均反应速率为0.1mol^-1，c（A）：c（B）=3：5，求：
（1）X的值；
（2）B的平均反应速率；
（3）开始时A，B的物质的量
（4）反应5分钟时A的浓度．

Answer

利用三段式法解答，先设A、B的物质的量为nmol；
D的浓度为0.5mol/L，所以D的物质的量为1mol．
设A、B的物质的量为nmol，
               3A（g）+B（g）=xC（g）+2D（g），
开始         n mol   n mol     0         0 
反应         1.5mol  0.5mol           1mol
5min  （n-1.5）mol   （ n-0.5）mol    1mol
c（A）：c（B）=：=3：5，
所以n=3，
再根据物质的量浓度公式计算浓度；
根据D的浓度求出D的反应速率，C、D反应速率之比即为计量数之比；
根据C的反应速率求B的反应速率．
【解析】
D的浓度为0.5mol/L，所以D的物质的量为1mol．
设A、B的物质的量为nmol，
               3A（g）+B（g）=xC（g）+2D（g），
开始         n mol   n mol     0         0 
反应         1.5mol  0.5mol           1mol
5min  （n-1.5）mol   （ n-0.5）mol    1mol
c（A）：c（B）=：=3：5，
所以n=3，
（1）D的浓度为0.5mol/L，反应时间为5min，D的反应速率为0.1mol•L-1•min-1，C的反应速率是0.1mol•L-1•min-1，根据同一反应中，各物质的反应速率之比等于计量数之比，所以x=2，
答：X的值为2；
（2）反应速率之比等于化学计量数之比，x=2，则v（B）=v（C）=×0.1mol（L•min）-1=0.05mol（L•min）-1，
答：B的平均反应速率为0.05mol（L•min）-1；
（3）有以上分析可知开始时A，B的物质的量都为3mol，
答：开始时A，B的物质的量为3mol；
（4）在5min末的物质的量为：（n-1.5）mol=1.5mol，其物质的量浓度为=0.75mol/L，
答：反应5分钟时A的浓度为0.75mol/L．