Question

【題目】在容積為2 L的密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：A(g)+2B(g)3C(g)+nD(g)，開始時A的物質(zhì)的量為4 mol，B的物質(zhì)的量為6 mol；5 min末測得C的物質(zhì)的量為3 mol，用D表示的化學(xué)反應(yīng)速率v(D)為0.2 mol·L-1·min-1。計(jì)算：

(1)5 min末A的物質(zhì)的量濃度為________。

(2)前5 min內(nèi)用B表示的化學(xué)反應(yīng)速率v(B)為_______。

(3)化學(xué)方程式中n的值為____。

(4)此反應(yīng)在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為

①v(A)=5 mol·L-1·min-1 ②v(B)=6 mol·L-1·min-1

③v(C)=4.5 mol·L-1·min-1 ④v(D)=8 mol·L-1·min-1

其中反應(yīng)速率最快的是_______(填序號)。

(5)在4 L密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時間變化曲線如圖：

①該反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________。

②該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是_______(填字母)。

A.Y的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變

B.X、Y的反應(yīng)速率比為3：1

C.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變

D.容器內(nèi)氣體的總質(zhì)量保持不變

E.生成1 mol Y的同時消耗2 mol Z

③2 min內(nèi)Y的轉(zhuǎn)化率為____。

Answer 1

【答案】1.5 mol/L 0.2 mol/(L·min) 2 ① 3X(g)+Y(g)2Z(g) AC 10%

【解析】

(1)根據(jù)反應(yīng)時A、C變化的物質(zhì)的量的比是1：3，由C的物質(zhì)的量計(jì)算A反應(yīng)的物質(zhì)的量，然后根據(jù)c(A)=計(jì)算；

(2)根據(jù)v=計(jì)算v(B)；

(3)利用速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算n；

(4)用速率除以各種物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)，比值越大，表示的反應(yīng)速率就越快；

(5)①根據(jù)參加反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，結(jié)合5 min后各種物質(zhì)的物質(zhì)的量存在情況書寫化學(xué)方程式；

②根據(jù)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時，任何物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，濃度不變，反應(yīng)速率不變分析判斷；

③根據(jù)轉(zhuǎn)化率=×100%計(jì)算。

(1)在容積為2 L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：A(g)+2B(g)3C(g)+nD(g)，在反應(yīng)開始時A為4 mol，B為6 mol，5 min末時測得C的物質(zhì)的量為3 mol，則反應(yīng)消耗A的物質(zhì)的量是1 mol，則此時A的物質(zhì)的量為4 mol-1 mol=3 mol，由于容器的容積是2 L，所以此時A的濃度c(A)==1.5 mol/L；

(2)根據(jù)方程式A(g)+2B(g)3C(g)+nD(g)可知：每反應(yīng)產(chǎn)生3 mol C，就會同時消耗2 mol B，則前5 min內(nèi)用B表示的化學(xué)反應(yīng)速率v(B)==0.2 mol/(L·min)；

(3)用不同物質(zhì)的反應(yīng)速率表示時，速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則v(B)：v(D)=0.2 mol/(Lmin)：0.2 mol/(Lmin)=2：n，故n=2；

(4)①=5；②=3；③=1.5；④=4；可見在上述數(shù)值中最大值是5，故表示的反應(yīng)速率最快的序號是①；

(5)①由圖象可以看出，反應(yīng)中X、Y的物質(zhì)的量減少，Z的物質(zhì)的量增多，則X、Y應(yīng)為反應(yīng)物，Z應(yīng)為生成物，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到5 min時，△n(X)=0.6 mol，△n(Y)=0.2 mol，△n(Z)=0.4 mol，則△n(X)：△n(Y)：△n(Z)=3：1：2。由于參加反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，由于5 min后三種物質(zhì)都存在，且物質(zhì)的量都不變，說明該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，故反應(yīng)的方程式為：3X(g)+Y(g)2Z(g)；

②A. 該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量改變的反應(yīng)，若反應(yīng)未達(dá)到平衡，則氣體Y的物質(zhì)的量及總物質(zhì)的量都會發(fā)生變化，因此Y的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A正確；

B. 根據(jù)反應(yīng)方程式可知X、Y在任何時刻變化的物質(zhì)的量的比都等于3：1，用X、Y表示的速率比也等于3：1，不能據(jù)此判斷反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)，B錯誤；

C. 該反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行，由于該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量改變的反應(yīng)，若反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，則氣體的物質(zhì)的量不變，則容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變，C正確；

D. 任何反應(yīng)發(fā)生，無論反應(yīng)進(jìn)行的程度如何，都符合質(zhì)量守恒定律，因此不能根據(jù)容器內(nèi)氣體的總質(zhì)量保持不變判斷反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)，D錯誤；

D. 生成1 mol Y的同時消耗2 mol Z表示的都是反應(yīng)逆向進(jìn)行，因此不能據(jù)此判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，E錯誤；

故合理選項(xiàng)是AC；

③在反應(yīng)開始時加入Y是1.0 mol，在2 min時Y的物質(zhì)的量為0.9 mol，則反應(yīng)消耗的Y物質(zhì)的量是1 mol-0.9 mol=0.1 mol，故2 min時Y的轉(zhuǎn)化率=×100%=10%。