Question

18．某温度下，10L密闭容器中充入4molA和6molB（g），发生A（g）+2B（g）?C（g）+4D（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？
②10s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由反应进行到10s时C的浓度为0.2mol/L，计算10s时C的反应速率，反应速率之比等于化学方程式计量数之比计算得到D表示的反应速率；
②列式三段式求算10s时各物质的物质的量，体积分数=$\frac{D的物质的量}{混合气体总物质的量}$×100%；
③依据化学平衡三段式列式计算，气体在相同条件下压强之比等于气体物质的量之比．

解答 解：①反应进行到10s时C的浓度为0.2mol/L，10s时C的反应速率V（C）=$\frac{0.2mol/L}{10s}$=0.02mol/L•s，反应速率之比等于化学方程式计量数之比计算得到D表示的反应速率V（D）=4V（C）=4×0.02mol/L•s=0.08mol/L•s，
答：前10s以D（g）浓度变化表示的平均反应速率为0.08mol/L•s；
②10s时C的浓度为0.2mol/L，D的物质的量=0.2mol/L×10L=2mol
            A（g）+2B（g）?C（g）+4D（g）
起始量（mol）4      6       0      0
变化量（mol）2      4       2      8
10s量（mol） 2      2       2      8
D的体积分数=$\frac{D的物质的量}{混合气体总物质的量}$×100%=$\frac{8}{2+2+2+8}$×100%=57%，
答：10s时，混合气体中D的体积分数为57%；
③设消耗A物质的量为x
            A（g）+2B（g）?C（g）+4D（g）
起始量（mol） 4      6       0     0
变化量（mol） x     2x       x      4x
10s量（mol）4-x    6-2x     x      4x
气体在相同条件下压强之比等于气体物质的量之比，4-x+6-2x+x+4x=1.2（4+6）
x=1
平衡时，A的浓度=$\frac{4mol-1mol}{10L}$=0.3mol/L，
答：平衡时，A的浓度是0.3mol/L．

点评 本题考查了化学平衡三段式计算方法，化学反应速率概念计算应用，注意气体压强之比等于气体物质的量之比，题目较简单．