Question

【題目】將等物質(zhì)的量的A和B，混合于2 L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g)，5 min后測得c(D)=0.5 mol/L，c(A)：c(B)=1：2，C的反應(yīng)速率是0.15 mol/(L·min)。

(1)B的反應(yīng)速率v(B)=___，x=___。

(2)A在5 min末的濃度是_______。

(3)此時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)與開始時(shí)之比為：___。

Answer 1

【答案】0.05 mol/(L·min) 3 0.5 mol/L 11：10

【解析】

根據(jù)5 min后測得c(D)=0.5 mol/L可計(jì)算反應(yīng)產(chǎn)生D的物質(zhì)的量n(D)=0.5 mol/L×2 L=1 mol，假設(shè)反應(yīng)開始時(shí)A、B的物質(zhì)的量分別是n，然后根據(jù)物質(zhì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系可計(jì)算出5 min后A、B的物質(zhì)的量，然后根據(jù)氣體的物質(zhì)的量的比等于濃度比，利用c(A)：c(B)=1：2，計(jì)算x的值，再結(jié)合速率的概念及速率與濃度關(guān)系、阿伏伽德羅定律分析解答。

反應(yīng)從正反應(yīng)方向開始，因此起始時(shí)D的物質(zhì)的量為0，5 min后測得c(D)=0.5 mol/L則此時(shí)反應(yīng)產(chǎn)生D的物質(zhì)的量n(D)=0.5 mol/L×2 L=1 mol，根據(jù)方程式可知：每反應(yīng)消耗3 mol A、1 mol B就會產(chǎn)生2 mol D，則產(chǎn)生1 mol D就會消耗1.5 mol A和0.5 mol B，反應(yīng)開始時(shí)A、B的物質(zhì)的量相等，假設(shè)都是n mol，則5 min時(shí)n(A)=(n-1.5)mol，n(B)=(n-0.5)mol，容器的容積固體不變，所以，解得n=2.5 mol。

(1)B的反應(yīng)速率v(B)==0.05 mol/(L·min)；到5 min時(shí)C的反應(yīng)速率是0.15 mol/(L·min)，v(B)：v(C)=1：x=0.05 mol/(L·min)：0.15 mol/(L·min)=1：3，所以x=3。

(2)A在5 min時(shí)的濃度為c(A)==0.5 mol/L；

(3)根據(jù)阿伏伽德羅定律：在同溫同體積時(shí)，氣體的壓強(qiáng)之比等于氣體的物質(zhì)的量的比，反應(yīng)開始時(shí)氣體的物質(zhì)的量為2.5 mol+2.5 mol=5.0 mol，當(dāng)進(jìn)行到5 min時(shí)，氣體的物質(zhì)的量n(A)=(2.5-1.5)mol=1 mol，n(B)=(2.5-0.5)mol=2 mol，n(C)= 0.15 mol/(L·min)×5 min×2 L=1.5 mol，n(D)=1 mol，所以n(總)=n(A)+n(B)+n(C)+n(D)=1 mol+2 mol+1.5 mol+1 mol=5.5 mol，故此時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)與開始時(shí)之比為p2：p1=n(總)：n(始)= 5.5 mol：5 mol=11：10。