将3mol A和2.5mol B混合于2L的密闭容器中,发生反应的化学方程式为:3A(气)+B(气)⇌xC(气)+2D(气),5min后反应达到平衡状态,容器内的压强变小,已知D的平均反应速度为 0.1mol/(L﹒min),试计算:(1)A 的平均反应速度;(2)平衡时C的浓度;(3)平衡时B的转化率;(4)平衡时,容器内的压强与原容器内压强的比值.

问题描述:

将3mol A和2.5mol B混合于2L的密闭容器中,发生反应的化学方程式为:
3A(气)+B(气)⇌xC(气)+2D(气),5min后反应达到平衡状态,容器内的压强变小,已知D的平均反应速度为 0.1mol/(L﹒min),试计算:
(1)A 的平均反应速度;
(2)平衡时C的浓度;
(3)平衡时B的转化率;
(4)平衡时,容器内的压强与原容器内压强的比值.

达到平衡时,容器内的压强变小,所以x+2<3+1,且x为整数,所以=1.
根据三段式解题法,求出混合气体各组分物质的量的变化量、平衡时各组分的物质的量.
平衡时,生成的D的物质的量为  0.1mol/(L﹒min)×5min×2L=1mol,
             3A(气)+B(气)  C(气)+2D(气),
开始(mol):3        2.5              0        0
变化(mol):1.5      0.5              0.5      1
平衡(mol):1.5      2                0.5      1
(1)速率之比等于化学计量数之比,所以v(A)=

3
2
v(D)=
3
2
×0.1mol/(L﹒min)=0.15mol/(L﹒min).
答:A 的平均反应速度为0.15mol/(L﹒min).
(2)平衡时C的浓度c(C)=
0.5mol
2L
=0.25mol/L.
答:平衡时C的浓度为0.25mol/L.
(3)平衡时B的转化率为
0.5mol
2.5mol
×100%=20%.
答:平衡时B的转化率为20%.
(4)根据压强之比等于物质的量之比,平衡时,容器内的压强与原容器内压强的比值为
1.5mol+2mol+0.5mol+1mol
3mol+2.5mol
=
10
11

答:容器内的压强与原容器内压强的比值为
10
11

答案解析:达到平衡时,容器内的压强变小,所以x=1,根据三段式解题法,求出混合气体各组分物质的量的变化量、平衡时各组分的物质的量.
(1)速率之比等于化学计量数之比计算v(A).
(2)根据物质的量浓度定义计算出c(C).
(3)根据转化率的定义计算.
(4)根据压强之比等于物质的量之比计算.
考试点:化学平衡的计算.
知识点:考查化学平衡的有关计算,难度不大,关键确定x的值,注意基础知识的掌握.