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?
(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1 2
×100%=20%,0.5mol 2.5mol
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-1,1mol 0.5mol
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.