Question

3．向某體積固定的密閉容器中加入0.3mol A、0.1mol C和一定量（未知）的B三種氣體，一定條件下發(fā)生反應(yīng)，各物質(zhì)濃度隨時間變化如圖所示．已知在反應(yīng)過程中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量沒有變化．請回答：
（1）密閉容器的體積是2L；
（2）若t₁=15時，則t₀～t₁s內(nèi)以C物質(zhì)濃度變化表示的反應(yīng)速率v（C）=0.004mol•L^-1•s^-1；
（3）寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：3A?B+2C；
（4）t₁s時，A的轉(zhuǎn)化率為25%，此時v（A）_正＞v（B）_逆（選填“＞”、“＜”或“=”）；
（5）B的起始的物質(zhì)的量是0.04mol；
（6）平衡時體系內(nèi)的壓強為初始狀態(tài)的1倍．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖象中A的起始濃度及物質(zhì)的量求算體積；
（2）根據(jù)圖象中C的濃度變化求算其反應(yīng)速率；
（3）A的濃度減小為反應(yīng)物，C的濃度增大為生成物，且反應(yīng)前后計量數(shù)相同，根據(jù)反應(yīng)物質(zhì)的變化量之比等于計量數(shù)比求算；
（4）轉(zhuǎn)化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%；其數(shù)值之比等此時正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，于其化學(xué)計量數(shù)之比；
（5）B為生成物，根據(jù)反應(yīng)的量和平衡時的量求出初始量；
（6）根據(jù)阿伏加德羅定律可知，在同溫同體積條件下，氣體的壓強之比等于其物質(zhì)的量之比，也等于其分子數(shù)之比．

解答 解：（1）由圖象可知A的起始濃度為0.15mol/L，A的物質(zhì)的量為0.3mol，則體積為V=$\frac{n}{c}$=$\frac{0.3mol}{0.15mol/L}$=2L；
故答案為：2；
②由圖象C的濃度變化為c（C）=0.11mol/L-0.05mol/L=0.06mol/L，則其反應(yīng)速率為v（C）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.06mol/L}{15s}$=0.004 mol•L^-1•s^-1；
故答案為：0.004mol•L^-1•s^-1；
③A的濃度較小為反應(yīng)物，A的濃度變化為：0.15mol/L-0.06mol/L=0.09mol/L，C的濃度增大為生成物，C的濃度變化為0.11mol/L-0.05mol/L=0.06mol/L，則A、C的計量數(shù)之比為3：2，在反應(yīng)過程中混合氣體的平均分子量沒有變化，則反應(yīng)前后計量數(shù)相同，所以B為生成物，且計量數(shù)為1，所以反應(yīng)方程式為：3A?B+2C；
故答案為：3A?B+2C；
（4）t₁s時，A的轉(zhuǎn)化率為=$\frac{0.15mol/L-0.06mol/L}{0.15mol/L}$×100%=25%，其數(shù)值之比等此時正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，于其化學(xué)計量數(shù)之比，所以v（A）_正=3v（B）_逆，v（A）_正＞v（B）_逆，
故答案為：25%；＞；
（5）B為生成物，B的變化量為$\frac{1}{2}$×△c（C）=$\frac{1}{2}$×0.06mol/L=0.03mol/L，B的平衡濃度為0.05mol/L，則B的起始濃度為0.05mol/L-0.03mol/=0.02mol/，則物質(zhì)的量為0.02mol/L×2L=0.04mol；
故答案為：0.04mol；
（6）根據(jù)阿伏加德羅定律可知，在同溫同體積條件下，氣體的壓強之比等于其物質(zhì)的量之比，也等于其分子數(shù)之比．由于反應(yīng)前后氣體的分子數(shù)保持不變，所以平衡時體系內(nèi)的壓強保持不變，為初始狀態(tài)的1倍，故答案為：1．

點評 本題考查了化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、反應(yīng)速率的計算、反應(yīng)方程式的確定等，題目涉及的內(nèi)容較多，側(cè)重于考查學(xué)生對所學(xué)知識的綜合應(yīng)用能力，題目難度中等．