Question

某反应在体积为5L的恒容密闭的绝热容器中进行，各物质的量随时间的变化情况如图所示(已知A、B、C均为气体)。

(1)该反应的化学方程式为_______。

(2)反应开始至2分钟时，B的平均反应速率为_______。

(3)由图求得平衡时A的转化率为_______。

(4)为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，某同学设计了如下一系列的实验：将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的容器中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。

实验混合溶液	A	B	C	D	E	F
4mol/L H2SO4(mL)	30	V1	V2	V3	V4	V5
饱和CuSO4溶液(mL)	0	0.5	2.5	5	V6	20
H2O(mL)	V7	V8	V9	V10	10	0

请完成此实验设计，其中：V₁=_______，V₆=_______。

Answer

2A+B2C 0.1mol/(L·min) 40% 30 10

【解析】

(1)从物质的物质的量的变化趋势判断反应物和生成物，根据物质的物质的量变化值等于化学计量数之比书写化学方程；

(2)化学反应速率是单位时间内浓度的变化，据此可求得反应速率；

(3)根据A达到平衡时已转化的物质的量与起始的物质的量之比，可求得平衡时A的转化率；

(4)为保证实验有对比性，只能逐渐改变一个变量分析，CuSO4溶液体积逐渐增多，故H2SO4的量应相等均为30mL，水的量减小，但每组实验中CuSO4与水的体积之和应相等。

(1)由图象可以看出，A、B的物质的量逐渐减小，则A、B为反应物，C的物质的量逐渐增多，所以C为生成物，当反应到达2min时，△n(A)=2mol，△n(B)=1mol，△n(C)=2mol，化学反应中，各物质的物质的量的变化值与化学计量数呈正比，则△n(A)：△n(B)：△n(C)=2：1：2，所以反应的化学方程式为：2A+B2C；

(2)由图象可以看出，反应开始至2分钟时，△n(B)=1mol，B的平均反应速率为=0.1mol/(L•min)；

(3)由图象可知：达平衡时A的浓度变化为：△n(A)=5mol-3mol=2mol，所以A的转化率为：×100%=40%；

(4)要对比试验效果，那么除了反应的物质的量不一样以外，要保证其它条件相同，而且是探究硫酸铜量的影响，那么每组硫酸的量要保持相同，六组反应的总体积也应该相同．A组中硫酸为30mL，那么其它组硫酸量也都为30mL，而硫酸铜溶液和水的总量应相同，F组中硫酸铜20mL，水为0，那么总量为20mL，所以V6=10mL，V9=17.5mL，V1=30mL。