Question

20．某溫度時，在2L的密閉容器中，X、Y、Z三種物質的量隨時間的變化曲線如圖所示．
（1）由圖中所給數據進行分析，該反應的化學方程式為Y+3X?2Z；
（2）反應從開始至2分鐘末，用Z的濃度變化表示的平均反應速率為v（Z）=0.05_mol/（L•min）．
Ⅱ（6分）將等物質的量的A、B混合放于2L的密閉容器中，發(fā)生反應3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g）．經5min后達到平衡，平衡時測得D的濃度為0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，v（C）=0.1mol/（L•min）．則：
（1）x=2．    
（2）前5min 內B的反應速率v（B）=0.05 mol/（L•min）．
（3）平衡時A的轉化率為50%．

Answer 1

分析 I．由圖可知，X、Y的物質的量逐漸減小，Z的物質的量逐漸增大，則X、Y為反應物，Z為生成物，相同時間內物質的量的變化比值為：c（X）：c（Y）：c（Z）=（1.0-0.7）：（1.0-0.9）：0.2=3：1：2，化學反應中物質的量變化之比等于化學劑量數之比，且2min達到平衡，結合v=$\frac{△c}{△t}$計算速率；
II．將等物質的量的A、B混合于2L的密閉容器中，經5min后，測得D的濃度為0.5mol/L，生成的D為2L×0.5mol/L=1mol，v（D）=$\frac{0.5mol/L}{5min}$=0.1mol/（L•min），v（C）=0.1mol/（L•min），由速率之比等于化學計量數之比可知，x=2，則
                     3A（g）+B（g）?2C（g）+2D（g）
起始量（mol）：n          n              0          0
變化量（mol）：1.5    0.5              1         1
5min時（mol）：n-1.5  n-0.5          1          1
由于5min時c（A）：c（B）=3：5，則（n-1.5）：（n-0.5）=3：5，解得n=3，以此來解答．

解答 解：I．（1）X、Y的物質的量逐漸減小，Z的物質的量逐漸增大，則X、Y為反應物，Z為生成物，相同時間內物質的量的變化比值為：c（X）：c（Y）：c（Z）=（1.0-0.7）：（1.0-0.9）：0.2=3：1：2，化學反應中物質的量變化之比等于化學劑量數之比，2min達到平衡，為可逆反應，則化學方程式為Y+3X?2Z，
故答案為：Y+3X?2Z；
（2）反應從開始至2分鐘末，用Z的濃度變化表示的平均反應速率為v（Z）=$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{2min}$=0.05mol/（L•min），
故答案為：0.05；
II．將等物質的量的A、B混合于2L的密閉容器中，經5min后，測得D的濃度為0.5mol/L，生成的D為2L×0.5mol/L=1mol，v（D）=$\frac{0.5mol/L}{5min}$=0.1mol/（L•min），v（C）=0.1mol/（L•min），由速率之比等于化學計量數之比可知，x=2，則
                     3A（g）+B（g）?2C（g）+2D（g）
起始量（mol）：n          n              0          0
變化量（mol）：1.5     0.5              1         1
5min時（mol）：n-1.5  n-0.5          1          1
由于5min時c（A）：c（B）=3：5，則（n-1.5）：（n-0.5）=3：5，解得n=3，
（1）由上述分析可知，x=2，故答案為：2；    
（2）前5min 內B的反應速率v（B）=$\frac{\frac{0.5mol}{2L}}{5min}$=0.05 mol/（L•min），故答案為：0.05 mol/（L•min）；
（3）平衡時A的轉化率為$\frac{1.5}{3}$×100%=50%，故答案為：50%．

點評 本題考查物質的量隨時間的變化曲線及化學平衡計算，為高頻考點，把握圖中物質的量的變化、平衡三段法、速率及轉化率的計算為解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，綜合性較強，題目難度不大．