Question

将等物质的量的A和B，混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)+B(g)=xC(g)+2D(g)，经过5 min反应，测得D的浓度为0.5 mol·L^-1，c(A)∶c(B)=3∶5，C的反应速率是0.1 mol·L^-1·min^-1，试求：

(1)x的值是________；  

(2)A在5 min时的浓度是___；

(3)5 min 内B的平均反应速率是_____；

(4)A转化率是____；

(5)容器内在5 min时与开始时的压强比为_____________。

Answer

2 0.75 mol·L-1 0.05 mol·L-1·min-1 50% 1：1

【解析】

(1)由C的速率计算C的浓度变化量，利用浓度变化量之比等于化学计量数之比计算x；

(2)由方程式可知物质变化的物质的量浓度比等于方程式中化学计量数的比，再利用5 min时A、B浓度之比计算A的起始浓度，5 min末A的浓度=A的起始浓度-△c(A)；

(3)利用速率之比等于化学计量数之比计算v(B)；

(4)根据A转化率=×100%计算；

(5)根据气体的体积比等于气体的压强比分析。

(1)反应进行到5 min时，C的反应速率是0.1 mol·L-1·min-1，则△c(C)=0.1 mol·L-1·min-1×5 min=0.5 mol/L，由于物质反应时浓度变化量之比等于方程式中化学计量数之比，则x：2=0.5 mol/L：0.5 mol/L，解得x=2；

(2)由方程式可知△c(A)=△c(D)=×0.5 mol/L=0.75 mol/L，△c(B)=△c(D)=×0.5 mol/L=0.25 mol/L，假设反应开始时A、B起始浓度相等设为c mol/L，则(c-0.75)：(c-0.25)=3：5，解得c=1.5 mol/L，故5 min末A的浓度c(A)=1.5 mol/L-0.75 mol/L=0.75 mol/L；

(3)速率之比等于化学计量数之比，则v(B)=v(C)=0.05 mol/（L•min）；

(4)A的转化率=×100%=50%；

(5)根据(1)计算可知x=2，则该反应是反应前后气体体积不变的反应，由于在相同条件下气体的压强比等于气体的物质的量的比，所以容器内在5 min时气体的物质的量与反应前仍然相等，故容器内气体的压强与反应开始时的压强比为1：1。