Question

將等物質的量濃度的A，B混合于2L的密閉容器中，發生如下反應3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經5分鐘后，測D的濃度為0.5mol/L，C的平均反應速率為0.1mol（L?min）^-1，c（A）：c（B）=3：5，求：
（1）X的值；
（2）B的平均反應速率；
（3）開始時A，B的物質的量
（4）反應5分鐘時A的濃度．

Answer 1

分析：利用三段式法解答，先設A、B的物質的量為nmol；
D的濃度為0.5mol/L，所以D的物質的量為1mol．
設A、B的物質的量為nmol，
               3A（g）+B（g）=xC（g）+2D（g），
開始         n mol   n mol     0         0 
反應         1.5mol  0.5mol           1mol
5min  （n-1.5）mol   （ n-0.5）mol    1mol
c（A）：c（B）=

(n-1.5)mol

2L

：

( n-0.5)mol

2L

=3：5，
所以n=3，
再根據物質的量濃度公式計算濃度；
根據D的濃度求出D的反應速率，C、D反應速率之比即為計量數之比；
根據C的反應速率求B的反應速率．

解答：解：D的濃度為0.5mol/L，所以D的物質的量為1mol．
設A、B的物質的量為nmol，
               3A（g）+B（g）=xC（g）+2D（g），
開始         n mol   n mol     0         0 
反應         1.5mol  0.5mol           1mol
5min  （n-1.5）mol   （ n-0.5）mol    1mol
c（A）：c（B）=

(n-1.5)mol

2L

：

( n-0.5)mol

2L

=3：5，
所以n=3，
（1）D的濃度為0.5mol/L，反應時間為5min，D的反應速率為0.1mol?L^-1?min^-1，C的反應速率是0.1mol?L^-1?min^-1，根據同一反應中，各物質的反應速率之比等于計量數之比，所以x=2，
答：X的值為2；
（2）反應速率之比等于化學計量數之比，x=2，則v（B）=

1

2

v（C）=

1

2

×0.1mol（L?min）^-1=0.05mol（L?min）^-1，
答：B的平均反應速率為0.05mol（L?min）^-1；
（3）有以上分析可知開始時A，B的物質的量都為3mol，
答：開始時A，B的物質的量為3mol；
（4）在5min末的物質的量為：（n-1.5）mol=1.5mol，其物質的量濃度為

1.5mol

2L

=0.75mol/L，
答：反應5分鐘時A的濃度為0.75mol/L．

點評：本題考查化學平衡的計算，題目難度中等，注意化學反應速率計算中常見的錯誤：1．忽視體積因素，用某物質的物質的量的變化量除以時間的變化量計算；2．用一段時間后某物質的物質的量濃度除以時間的變化量直接計算．