Question

6．某溫度下，10L密閉容器中充入4mol A和6mol B（g）．發生A（g）+2B（g）?C（g）+3D（g）反應，反應進行到10s時C的濃度為0.2mol/L，再過一段時間反應達平衡，平衡時容器的壓強是起始時的1.2倍．則
（1）前10s以D（g）濃度變化表示的平均反應速率為多少？
（2）10s時，混合氣體中D的體積分數為多少？
（3）平衡時，A的濃度是多少？

Answer 1

分析 （1）依據反應速率概念計算V（C）=$\frac{△c}{△t}$，反應速率之比等于化學方程式計量數之比得到D表示的反應速率；
（2）依據三段式列式計算得到10s時的氣體物質的量，體積分數即為物質的量的分數=$\frac{D的物質的量}{氣體總物質的量}$×100%；
（3）平衡時容器的壓強是起始時的1.2倍，為氣體物質的量的關系，設消耗A物質的量為x，化學平衡三段式列式得到
             A（g）+2B（g）?C（g）+3D（g）
起始量（mol） 4      6       0      0
變化量（mol） x      2x      x      3x
平衡量（mol）4-x    6-2x     x       3x
濃度c=$\frac{n}{V}$計算得到．

解答 解：（1）V（C）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.2mol/L}{10s}$=0.02mol/L•s，反應速率之比等于化學方程式計量數之比得到D表示的反應速率v（D）=3v（C）=0.02mol/L•s×3=0.006mol/L•s，
答：前10s以D（g）濃度變化表示的平均反應速率為0.006mol/L•s；
（2）10s時C的濃度為0.2mol/L，物質的量為0.2mol/L×10L=2mol，
              A（g）+2B（g）?C（g）+3D（g）
起始量（mol）   4     6       0      0
變化量（mol）   2    4        2      6
10s量（mol）   2     2       2      6
體積分數即為物質的量的分數=$\frac{D的物質的量}{氣體總物質的量}$×100%=$\frac{6}{2+2+2+6}$×100%=50%，
答：10s時，混合氣體中D的體積分數為50%；
（3）平衡時容器的壓強是起始時的1.2倍，為氣體物質的量的關系，設消耗A物質的量為x，
             A（g）+2B（g）?C（g）+3D（g）
起始量（mol） 4      6       0      0
變化量（mol） x     2x      x      3x
平衡量（mol）4-x   6-2x     x      3x
4-x+6-2x+x+3x=（4+6）×1.2
x=2mol
濃度c=$\frac{n}{V}$=$\frac{（4-2）mol}{10L}$=0.2mol/L，
答：平衡時，A的濃度是0.2mol/L．

點評 本題考查了化學平衡的計算分析應用，主要是三段式列式計算方法和概念的理解應用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．