Question

【題目】將等物質(zhì)的量的A、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)，經(jīng)5 min后，測(cè)得D的濃度為0.5 mol·L-1，c(A)∶c(B)=3∶5，C的平均反應(yīng)速率為0.1 mol·L-1·min-1。求：

(1)5 min后B的濃度c(B)=________mol·L-1，反應(yīng)開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量：n(A)=n(B)=________mol。

(2)A的平均反應(yīng)速率：v(A)=________mol·L-1·min-1。

(3)x的值為________。

(4)下列敘述能表明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是_________(填序號(hào))。

①A的物質(zhì)的量濃度不變

②3v正(A)=v逆(B)

③混合氣體總物質(zhì)的量不變

④反應(yīng)物和生成物同時(shí)存在，反應(yīng)體系中四種物質(zhì)的物質(zhì)的量均相等

Answer 1

【答案】1.25 3 0.15 2 ①

【解析】

(1)恒容條件下，濃度的變化等于化學(xué)計(jì)量數(shù)的變化，結(jié)合平衡時(shí)c(A)∶c(B)=3∶5及容器的容積是2 L計(jì)算反應(yīng)開始時(shí)A、B的物質(zhì)的量；

(2)根據(jù)v(A)=計(jì)算；

(3)濃度變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比；

(4)根據(jù)平衡時(shí)任何組分的物質(zhì)的量濃度不變、化學(xué)反應(yīng)速率不變、含量不變分析。

(1)由方程式可知△c(B)=△c(D)=×0.5 mol/L =0.25 mol/L，△c(A)=△c(D)=×0.5 mol/L =0.75 mol/L，開始時(shí)A、B起始濃度相等，假設(shè)反應(yīng)開始時(shí)二者濃度都為x mol/L，則(x-0.75)：(x-0.25)=3：5，解得x=1.5，則5 min時(shí)B的濃度為c(B)=1.5 mol/L-0.25 mol/L=1.25 mol/L，反應(yīng)開始時(shí)容器中A、B的物質(zhì)的量為n=c·V=1.5 mol/L×2 L=3 mol；

(2)由于△c(A)=△c(D)=×0.5 mol/L=0.75 mol/L，所以v(A)==0.15 mol/(L·min)；

(3)濃度變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則x：2=0.1 mol/(Lmin)×5 min：0.5 mol/L，解得x=2；

(4)①反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行，若A的物質(zhì)的量濃度不變，則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，①正確；

②任何時(shí)刻都存在關(guān)系：v正(A)=3v正(B)，若3v正(A)=v逆(B)，則v逆(B)=3v正(A)=9v正(B)，逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，不是平衡狀態(tài)，②錯(cuò)誤；

③該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，因此任何時(shí)刻氣體的物質(zhì)的量都不變，不能據(jù)此判斷反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)，③錯(cuò)誤；

④反應(yīng)物和生成物同時(shí)存在，反應(yīng)體系中四種物質(zhì)的物質(zhì)的量均相等，反應(yīng)可能處于平衡狀態(tài)，也可能未處于平衡狀態(tài)，④錯(cuò)誤；

故合理選項(xiàng)是①。