Question

将气体A、B置于固定容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)，反应进行到10 s末，达到平衡，测得A的物质的量为1.8 mol，B的物质的量为0.6 mol，C的物质的量为0.8 mol。

(1)用C表示10 s内反应的平均反应速率为________。

(2)反应前A的物质的量浓度是________。

(3)10 s末，生成物D的浓度为________。 

(4)A与B的平衡转化率之比为________。

(5)平衡后，若改变下列条件，生成D的速率如何变化(填“增大”、“减小”或“不变”)：

①降低温度____________；②增大A的浓度____________。

Answer

0.04 mol/(L·s) 1.5 mol/L 0. 4 mol/L 1∶1 减小 增大

【解析】

(1)根据v=表示反应速率；

(2)根据物质转化关系，由生成物C的物质的量计算反应消耗的A的物质的量，再结合10 s时剩余A的物质的量可得反应开始时A的物质的量，利用c=计算开始时A物质的浓度；

(3)根据方程式知，10 s末生成的n(D)=n(C)=0.8 mol，利用c=计算D的物质的浓度；

(4)根据C的物质的量计算反应消耗的A、B的物质的量，然后根据转化率等于×100%计算比较；

(5)根据温度、浓度对化学反应速率的影响分析解答。

(1)反应从正反应方向开始，开始时C的物质的量为0，10 s时C的物质的量为0.8 mol，由于容器的容积是2 L，所以用C物质表示的10 s内化学反应平均反应速率v(C)===0.04 mol/(L·s)；

(2)根据反应方程式3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)可知：每反应消耗3 mol A就会同时产生2 mol C物质，10 s内反应产生了0.8 mol C，则反应消耗A的物质的量为△n(A)=×0.8 mol=1.2 mol，此时还有A物质1.8 mol，因此反应开始时A的物质的量是n(A)=1.8 mol+1.2 mol=3.0 mol，所以反应开始时A的浓度c(A)==1.5 mol/L；

(3)根据方程式知，10 s末生成的n(D)=n(C)=0.8 mol，则c(D)==0.4 mol/L；

(4)根据已知条件可知：反应进行到10 s末C物质的量是0.8 mol，则反应消耗A的物质的量为△n(A)=×0.8 mol=1.2 mol，此时还有A物质1.8 mol，则反应开始时A的物质的量是n(A)=1.8 mol+1.2 mol=3.0 mol；△n(B)=×0.8 mol=0.4 mol，此时还有B物质0.6 mol，所以反应开始时n(B)=0.6 mol+0.4 mol=1.0 mol，反应开始时n(A)：n(B)=3：1，△n(A)：△n(B)= 3：1，等于化学方程式中二者化学计量数的比，所以反应物A、B转化率相等，则两种物质反应时转化率的比为1：1；

(5)①平衡后，若降低温度，物质的内能减小，活化分子数减少，分子之间有效碰撞次数减少，化学反应速率减小；

②平衡后，若增大反应物A的浓度，单位体积内活化分子数增加，分子之间有效碰撞次数增加，化学反应速率增大。