Question

2．一定溫度下，將3mol A氣體和1mol B氣體通入一密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A（g）+B（g）?xC（g），若容器體積固定為2L，反應(yīng)1min時測得容器中剩余2.4mol A，此時C的濃度為0.2mol/L，計(jì)算：
（1）1min內(nèi)，B的平均反應(yīng)速率為0.1mol/（L．min），x=2；
（2）若反應(yīng)經(jīng)2min達(dá)到平衡，平衡時C的濃度＜0.4mol/L（填“＞”、“＜”或“=”，不考慮反應(yīng)中的熱效應(yīng)）；
（3）平衡混合物中，C的體積分?jǐn)?shù)為20%，則A的轉(zhuǎn)化率是多少？（寫出具體的計(jì)算過程）．

Answer 1

分析 利用三段法，抓住“化學(xué)計(jì)量數(shù)之比=反應(yīng)速率之比=變化的濃度之比”進(jìn)行計(jì)算．
（1）求出B的變化濃度，由公式V=△C/△t，可解得V（B）=0.1mol/（L．min）．
再利用“化學(xué)計(jì)量數(shù)之比=變化的濃度之比”即可求出x=2．
（2）隨反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率減�。�推出：若反應(yīng)經(jīng)2min達(dá)到平衡，平衡時C的濃度＜0.4mol/L．
（3）利用“三段法”求出A的轉(zhuǎn)化濃度，再利用轉(zhuǎn)化率（α）=轉(zhuǎn)化濃度/起始濃度×100%，解得：α（A）=33%．

解答 解：根據(jù)題目條件，起始濃度分別為：c（A）=3mol÷2L=1.5mol/L；c（B）=1mol÷2L=0.5mol/L；反應(yīng)1min時，c（A）=2.4mol÷2L=1.2mol/L，
根據(jù)三段法，
                   3A（g）+B（g）?xC（g）
起始濃度（mol/L）：1.5     0.5      0
轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）：0.3     0.1     0.2
1min時濃度（mol/L）：1.2    0.4     0.2
（1）由公式v=$\frac{△c}{△V}$得；V（B）=0.1mol/L÷1min=0.1mol/（L．min），因?yàn)椤盎瘜W(xué)計(jì)量數(shù)之比=變化的濃度之比”，
即$\frac{3}{x}$=$\frac{△c}{△V}$=0.3mol/L÷0.2mol/L=$\frac{3}{2}$，所以x=2．
故答案為：0.1mol/（L．min）；2；
   （2）根據(jù)“化學(xué)計(jì)量數(shù)之比=反應(yīng)速率之比”，前1min內(nèi)，V（B）/V（C）=1/2，得出V（C）=0.2mol/（L．min）；2min后，由公式V=△C/△t得，△C=V△t=0.2mol/（L．min）×2min=0.4mol/L，但隨反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率減�。�所以，若反應(yīng)經(jīng)2min達(dá)到平衡，平衡時C的濃度＜0.4mol/L．
故答案為：＜．
（3）設(shè)平衡時，C的物質(zhì)的量濃度為2x，根據(jù)三段法列出如下關(guān)系：
                        3A（g）+B（g）?2C（g）
起始濃度（mol/L）：1.5     0.5      0
變化濃度（mol/L）：3x       x       2x
平衡濃度（mol/L）：1.5-3x    0.5-x    2x
根據(jù)題意得：2x÷（1.5-3x+0.5-x+2x）×100%=20%
解得：3x=0.5mol/L 
根據(jù)：轉(zhuǎn)化率（α）=轉(zhuǎn)化濃度/起始濃度×100%
則A的轉(zhuǎn)化率=（0.5mol/L÷1.5mol/L）×100%=33%．
故答案為：設(shè)平衡時，C的物質(zhì)的量濃度為2x，
                   3A（g）+B（g）?2C（g）
起始濃度（mol/L）：1.5     0.5      0
變化濃度（mol/L）：3x       x       2x
平衡濃度（mol/L）：1.5-3x    0.5-x    2x
根據(jù)題意得：2x÷（1.5-3x+0.5-x+2x）×100%=20%
解得：3x=0.5mol/L 
則A的轉(zhuǎn)化率=（0.5mol/L÷1.5mol/L）×100%=33%．

點(diǎn)評 本題較基礎(chǔ)．“三段法”是化學(xué)反應(yīng)速率與平衡題目中的最重要的解題方法，是學(xué)生必須掌握的，要根據(jù)題目要求列出對應(yīng)的三段，按要求進(jìn)行解答．