Question

将3 mol A和3 mol 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5 min后，测得D的浓度为0.5 mol/L，C的平均反应速率为0.15 mol/(L·min)。试求：

(1)5 min后A的浓度__________________。

(2)B的平均反应速率为___________________。

(3)x的值为___________。

Answer

0.75mol/L 0.05mol/(L·min) 3

【解析】

(1)根据物质转化浓度比等于化学方程式的计量数的比，由D的浓度为0.5 mol/L，可计算出变化的A的浓度，结合反应开始时A的浓度，可得5min时A的浓度；

(2)根据D的浓度计算反应的B的浓度，结合反应速率υ=计算υ(B)；

(3)根据C的反应速率计算∆c（C），根据转化浓度之比等于化学计量数之比可计算出x的值。

(1)反应从正反应方向开始，经5min，产生D的浓度为0.5 mol/L，由于物质反应关系可知：△c(A)：△c(D)=3：2，所以△c(A)=△c(D)=×0.5 mol/L=0.75mol/L；反应开始时A的浓度c(A)=3mol÷2L=1.5mol，所以5 min后A的浓度为1.5mol/L-0.75mol/L=0.75mol/L；

(2)反应从正反应方向开始，经5min，产生D的浓度为0.5 mol/L，由于物质反应关系可知：△c(B)：△c(D)=1：2，所以△c(B)= ∆c(D)=×0.5 mol/L=0.25mol/L，则υ(B)===0.05 mol/(L·min)；

(3)C的平均反应速率为0.15 mol/(L·min)，反应时间为5min，产生C的浓度为0.15 mol/(L·min)×5min=0.75mol/L，D的浓度变化为0.5 mol/L，△c(C)：△c(D)=0.75mol/L：0.5mol/L=3：2，由于物质反应时物质的量浓度改变的比等于化学方程式的化学计量数的比，所以x：2=3：2，故x=3。