Question

5．可逆反應A（g）+3B（g）?2C （g），取2mol/L A和5mol/L B置于一個5L的密閉容器中，2min后達到平衡狀態，測得容器A內的濃度為1.6mol/L．
（1）這2min內B和C的平均反應速率分別是多少？
（2）平衡時容器內C的物質的量的濃度是多少？
（3）平衡混合氣體的總物質的量是多少？
（4）反應物B的平衡轉化率是多少？

Answer 1

分析 （1）平衡時參加反應的△c（A）=（2-1.6）mol/L=0.4mol/L，則$\overline{v}（A）$=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.4mol/L}{2min}$=0.2mol/（L．min），同一可逆反應同一時間內各物質的反應速率之比等于其計量數之比，據此計算B、C的平均反應速率；
（2）同一可逆反應同一時間內參加反應的各物質濃度之比等于計量數之比，據此計算平衡時容器內C物質的量的物質的量濃度；
（3）應初始A的物質的量=2mol/L×5L=10mol、B的物質的量=5mol/L×5L=25mol，
參加反應的A的物質的量=（2-1.6）mol/L×5L=2mol，根據方程式知，該反應的反應前后氣體的計量數增加2，根據參加反應A的物質的量與反應體系增加的物質的量之間的關系式計算增加的物質的量，從而計算平衡混合氣體的總物質的量；
（4）根據方程式知，參加反應的A、B物質的量之比=1：3，則參加反應的B的物質的量=2mol×3=6mol，反應初始B的物質的量=5mol/L×5L=25mol，據此計算轉化率．

解答 解：（1）平衡時參加反應的△c（A）=（2-1.6）mol/L=0.4mol/L，則$\overline{v}（A）$=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.4mol/L}{2min}$=0.2mol/（L．min），同一可逆反應同一時間內各物質的反應速率之比等于其計量數之比，
則B的平均反應速率=3$\overline{v}（A）$=3×0.2mol/（L．min）=0.6mol/（L．min），
C的平均反應速率=2$\overline{v}（A）$=2×0.2mol/（L．min）=0.4mol/（L．min），
答：這2min內B、C的平均反應速率分別是0.6mol/（L．min）、0.4mol/（L．min）；
（2）同一可逆反應同一時間內參加反應的各物質濃度之比等于計量數之比，衡時參加反應的△c（A）=（2-1.6）mol/L=0.4mol/L，參加反應的A、C的物質的量濃度之比為1：2，所以平衡時容器內C物質的量濃度=2△c（A）=2×0.4mol/L=0.8mol/L，
答：平衡時容器內C的物質的量的濃度是0.8mol/L；
（3）反應初始A的物質的量=2mol/L×5L=10mol、B的物質的量=5mol/L×5L=25mol，
參加反應的A的物質的量=（2-1.6）mol/L×5L=2mol，根據方程式知，該反應的反應前后氣體的計量數減少2，
設反應后氣體減少的物質的量為xmol，
A（g）+3B（g）?2C （g）減少
1mol                   2mol
2mol                   x
1mol：2mol=2mol：x
x=$\frac{2mol×2mol}{1}$=4mol，
則反應后混合氣體總物質的量=10mol+25mol-4mol=31mol，
答：平衡混合氣體的總物質的量為31mol；
（4）參加反應的A的物質的量=（2-1.6）mol/L×5L=2mol，根據方程式知，參加反應的A、B物質的量之比=1：3，則參加反應的B的物質的量=2mol×3=6mol，反應初始B的物質的量=5mol/L×5L=25mol，其轉化率=$\frac{6mol}{25mol}×100%$=24%，
答：B的轉化率為24%．

點評 本題考查化學平衡有關計算，側重考查學生分析計算能力，利用三段式法結合各物質的關系式解答即可，題目難度不大．