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把2.5mol A和2.5mol B混合盛入2L容积的密闭容器里发生反应3A(g)+B(g)?x C(g)+2D(g),经5s后反应达平衡.在此5s内C的平均反应速率为0.2mol?L-1?s-1,同时生成1mol D.试求:
(1)试算x的值;
(2)达平衡时B的转化率;
(3)若达平衡时,该反应放出Q kJ的热量,写出该反应的热化学方程式;
(4)若温度和压强维持不变,达平衡时容器内气体的体积是多少?
【答案】分析:(1)根据v(C)=的公式变形计算生成的C的物质的量,利用化学计量数之比等于物质的量之比计算x的值;
(2)根据方程式计算参加反应的B的物质的量,再利用转化率的定义计算;
(3)根据(2)的计算可知参加反应的B的物质的量,进而计算1molB反应时放出的热量,再根据热化学方程式的书写原则进行书写;
(4)计算反应后混合气体的物质的量之和,恒温恒压下,体积之比之比等于物质的量之比,据此计算.
解答:解:(1)5s内C的平均反应速率为0.2mol?L-1?s-1,同时生成1molD,故生成的C的物质的量为5s×0.2mol?L-1?s-1×2L=2mol,化学计量数之比等于物质的量之比,故x:2=2mol:1mol,解得x=4,
答:x的值为4;
(2)由方程式3A(g)+B(g)?4C(g)+2D(g)可知,参加反应的B的物质的量为1mol×=0.5mol,故B的转化率为×100%=20%,
答:平衡时B的转化率为20%;
(3)0.5molB反应放出的热量为QkJ,故1molB反应放出的热量为QkJ×=2QkJ,故该反应的热化学方程式为3A(g)+B(g)?4 C(g)+2D(g)△H=-2Q kJ?mol-1,
答:该反应的热化学方程式为3A(g)+B(g)?4 C(g)+2D(g)△H=-2Q kJ?mol-1;
(4)反应生成1molD,则:
     3A(g)+B(g)?4 C(g)+2D(g) 气体物质的量增大△n
                               2        2
                               1mol     1mol
故平衡时混合气体的物质的量为2.5mol+2.5mol+1mol=6mol,恒温恒压下,体积之比之比等于物质的量之比,令平衡时的体积为V,则5mol:6mol=2L:V,解得V=2.4L,
答:达平衡时容器内气体的体积为2.4L.
点评:本题考查化学平衡的有关计算,难度中等,注意(3)中热化学方程式的书写的关键是计算反应热.
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(1)在此5S内D的平均反应速率.
(2)达到平衡时B的转化率
(3)计算X的值.

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(1)试算x的值;
(2)达平衡时B的转化率;
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