Question

19．回答下列問題：
（1）將等物質(zhì)的量的A和B，混合于2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：
3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），5min后測(cè)得c（D）=0.5mol•L^-1，
c（A）：c（B）=3：5，C的反應(yīng)速率是0.1mol•L^-1•min^-1．
①A在5min末的濃度是0.75mol/L．
②v（B）=0.05mol/（L•min）．
③x=2．
（2）在25℃時(shí)，向100mL含氯化氫14.6g的鹽酸溶液中，放入5.6g純鐵粉，反應(yīng)進(jìn)行到2min末收集到氫氣1.12L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），在此后又經(jīng)過4min，鐵粉完全溶解．若不考慮溶液體積的變化，則：
①前2min內(nèi)用FeCl₂表示的平均反應(yīng)速率是0.25mol/（L•min）．
②后4min內(nèi)用HCl表示的平均反應(yīng)速率是0.25mol/（L•min）．
③前2min與后4min相比，反應(yīng)速率前2分鐘較快，其原因是在其他條件不變時(shí)，增大反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率增大，隨著反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)物的濃度逐漸減小，因而v隨之減�。�

Answer 1

分析 （1）將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中，經(jīng)5min后，測(cè)得D的濃度為0.5mol/L，生成的D為2L×0.5mol/L=1mol，則：
            3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g）
起始量（mol）：n     n       0       0
變化量（mol）：1.5   0.5     0.5x    1
5min時(shí)（mol）：n-1.5 n-0.5   0.5x    1
由于5min時(shí)c（A）：c（B）=3：5，則（n-1.5）：（n-0.5）=3：5，解得n=3，據(jù)此解答；
（2）①根據(jù)氫氣的體積計(jì)算生成的氯化亞鐵的物質(zhì)的量，再利用反應(yīng)速率公式計(jì)算氯化亞鐵的平均反應(yīng)速率；
②先算出2min后氫離子的物質(zhì)的量的變化量，再根據(jù)平均反應(yīng)速率公式計(jì)算；
③根據(jù)濃度與反應(yīng)速率的關(guān)系分析．

解答 解：（1）將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中，經(jīng)5min后，測(cè)得D的濃度為0.5mol/L，生成的D為2L×0.5mol/L=1mol，則：
            3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g）
起始量（mol）：n      n      0      0
變化量（mol）：1.5    0.5    0.5x    1
5min時(shí)（mol）：n-1.5  n-0.5  0.5x    1
由于5min時(shí)c（A）：c（B）=3：5，則（n-1.5）：（n-0.5）=3：5，解得：n=3，
①此時(shí)A的濃度c（A）=$\frac{（3-1.5）mol}{2L}$=0.75mol/L，
故答案為：0.75mol/L；
②5min末用B表示的平均反應(yīng)速率為：v（B）=$\frac{\frac{0.5mol}{2L}}{5min}$=0.05mol/（L•min），
故答案為：0.05mol/（L•min）；
③C的反應(yīng)速率是0.1mol•L^-1•min^-1，則：$\frac{\frac{0.5xmol}{2L}}{5min}$=0.1mol/（L•min），解得：x=2，
故答案為：2；
（2）①反應(yīng)前氯化亞鐵的物質(zhì)的量為0，
   Fe+2HCl=FeCl₂ +H₂ ↑
  56g          1mol     22.4L 
  2.8g       0.05mol   1.12L
v（FeCl₂ ）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.05mol}{0.1L}}{2min}$=0.25 mol/（L．min），
故答案為：0.25 mol/（L•min）；
②反應(yīng)前氯化氫的物質(zhì)的量為：$\frac{14.6g}{36.5g/mol}$=0.4mol，鐵的物質(zhì)的量為：$\frac{5.6g}{56g/mol}$，結(jié)合方程式知氯化氫過量，通過①知，前兩分鐘，鐵反應(yīng)消耗2.8g，還剩2.8g；2min-4min時(shí)，鐵反應(yīng)了2.8g，
  Fe+2HCl=FeCl₂ +H₂ ↑
  56g     2 mol
  2.8g   0.1mol
所以氯化氫的物質(zhì)的量的變化量為0.1mol，
所以4min內(nèi)用HCl表示的平均反應(yīng)速率為：v（HCl ）=$\frac{\frac{0.1mol}{0.1L}}{4min}$=0.25 mol/（L•min），
故答案為：0.25 mol/（L•min）；
③根據(jù)同一反應(yīng)、同一時(shí)間段內(nèi)中，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于計(jì)量數(shù)之比，所以前兩分鐘內(nèi)，氯化氫的平均反應(yīng)速率為0.5mol/（L．min）；2min-4min時(shí)，氯化氫的平均反應(yīng)速率為0.25 mol/（L．min），
所以前兩分鐘內(nèi)反應(yīng)速率快，原因是：隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氫離子的濃度不斷減小，所以反應(yīng)速率降低．
故答案為：前2分鐘快；  在其他條件不變時(shí)，增大反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率增大，隨著反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)物的濃度逐漸減小，因而v隨之減�。�

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡的計(jì)算，題目難度中等，明確化學(xué)平衡及其影響為解答關(guān)鍵，注意掌握化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表達(dá)式，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．