Question

6．某温度下，10L密闭容器中充入4mol A和6mol B（g）．发生A（g）+2B（g）?C（g）+3D（g）反应，反应进行到10s时C的浓度为0.2mol/L，再过一段时间反应达平衡，平衡时容器的压强是起始时的1.2倍．则
（1）前10s以D（g）浓度变化表示的平均反应速率为多少？
（2）10s时，混合气体中D的体积分数为多少？
（3）平衡时，A的浓度是多少？

Answer 1

分析 （1）依据反应速率概念计算V（C）=$\frac{△c}{△t}$，反应速率之比等于化学方程式计量数之比得到D表示的反应速率；
（2）依据三段式列式计算得到10s时的气体物质的量，体积分数即为物质的量的分数=$\frac{D的物质的量}{气体总物质的量}$×100%；
（3）平衡时容器的压强是起始时的1.2倍，为气体物质的量的关系，设消耗A物质的量为x，化学平衡三段式列式得到
             A（g）+2B（g）?C（g）+3D（g）
起始量（mol） 4      6       0      0
变化量（mol） x      2x      x      3x
平衡量（mol）4-x    6-2x     x       3x
浓度c=$\frac{n}{V}$计算得到．

解答 解：（1）V（C）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.2mol/L}{10s}$=0.02mol/L•s，反应速率之比等于化学方程式计量数之比得到D表示的反应速率v（D）=3v（C）=0.02mol/L•s×3=0.006mol/L•s，
答：前10s以D（g）浓度变化表示的平均反应速率为0.006mol/L•s；
（2）10s时C的浓度为0.2mol/L，物质的量为0.2mol/L×10L=2mol，
              A（g）+2B（g）?C（g）+3D（g）
起始量（mol）   4     6       0      0
变化量（mol）   2    4        2      6
10s量（mol）   2     2       2      6
体积分数即为物质的量的分数=$\frac{D的物质的量}{气体总物质的量}$×100%=$\frac{6}{2+2+2+6}$×100%=50%，
答：10s时，混合气体中D的体积分数为50%；
（3）平衡时容器的压强是起始时的1.2倍，为气体物质的量的关系，设消耗A物质的量为x，
             A（g）+2B（g）?C（g）+3D（g）
起始量（mol） 4      6       0      0
变化量（mol） x     2x      x      3x
平衡量（mol）4-x   6-2x     x      3x
4-x+6-2x+x+3x=（4+6）×1.2
x=2mol
浓度c=$\frac{n}{V}$=$\frac{（4-2）mol}{10L}$=0.2mol/L，
答：平衡时，A的浓度是0.2mol/L．

点评 本题考查了化学平衡的计算分析应用，主要是三段式列式计算方法和概念的理解应用，掌握基础是关键，题目难度中等．