Question

【題目】將等物質的量的A和B，混合于2 L的密閉容器中，發生如下反應：3A(g)+B(g)=xC(g)+2D(g)，經過5 min反應，測得D的濃度為0.5 mol·L-1，c(A)∶c(B)=3∶5，C的反應速率是0.1 mol·L-1·min-1，試求：

(1)x的值是________；

(2)A在5 min時的濃度是___；

(3)5 min 內B的平均反應速率是_____；

(4)A轉化率是____；

(5)容器內在5 min時與開始時的壓強比為_____________。

Answer 1

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

【解析】

(1)由C的速率計算C的濃度變化量，利用濃度變化量之比等于化學計量數之比計算x；

(2)由方程式可知物質變化的物質的量濃度比等于方程式中化學計量數的比，再利用5 min時A、B濃度之比計算A的起始濃度，5 min末A的濃度=A的起始濃度-△c(A)；

(3)利用速率之比等于化學計量數之比計算v(B)；

(4)根據A轉化率=×100%計算；

(5)根據氣體的體積比等于氣體的壓強比分析。

(1)反應進行到5 min時，C的反應速率是0.1 mol·L-1·min-1，則△c(C)=0.1 mol·L-1·min-1×5 min=0.5 mol/L，由于物質反應時濃度變化量之比等于方程式中化學計量數之比，則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，假設反應開始時A、B起始濃度相等設為c mol/L，則(c-0.75)：(c-0.25)=3：5，解得c=1.5 mol/L，故5 min末A的濃度c(A)=1.5 mol/L-0.75 mol/L=0.75 mol/L；

(3)速率之比等于化學計量數之比，則v(B)=v(C)=0.05 mol/（Lmin）；

(4)A的轉化率=×100%=50%；

(5)根據(1)計算可知x=2，則該反應是反應前后氣體體積不變的反應，由于在相同條件下氣體的壓強比等于氣體的物質的量的比，所以容器內在5 min時氣體的物質的量與反應前仍然相等，故容器內氣體的壓強與反應開始時的壓強比為1：1。