把0.4 mol X气体和0.6 mol Y气体混合于2 L密闭容器中,使它们发生如下反应:4 X(g)+5 Y(g)=n Z(g)+6 W(g)。2 min 末测得容器内的压强变为原来压强的1.05倍,且测知前2min内以Z的浓度变化表示的反应速率为0.05 mol·(L·min)-1。
求:(1)前2 min内用X的浓度变化表示的平均反应速率?
(2)2min末Y的浓度?
(3)化学反应方程式中n的值?
(1)v(X)= 0.05 mol·(L·min)-1 (2分)
(2)c(Y)=0.175mol·L-1 (2分)
(3)n=4 (2分)
题目分析:(1)2 min 末测得容器内的压强变为原来压强的1.05倍,说明气体的物质的量是反应前的1.05倍,即反应后的气体总物质的量是(0.4mol+0.6mol)×1.05=1.05mol。前2min内以Z的浓度变化表示的反应速率为0.05 mol·(L·min)-1。则Z的物质的量增加0.2mol。
4 X(g)+5 Y(g)=n Z(g)+6 W(g)
反应前(mol)0.4 0.6
消耗(mol)0.8/n 1/n 0.2 1.2/n
2min后(mol)0.4- 0.8/n 0.6-1/n 0.2 1.2/n
所以0.4- 0.8/n+ 0.6-1/n+0.2+1.2/n=1.05,解得n=4.
所以前2 min内X的浓度减少0.2mol/2L=0.1mol/L, 用X的浓度变化表示的平均反应速率是0.1mol/L/2min=0.05 mol·(L·min)-1
(2)2min末Y的物质的量是0.6-0.25=0.35mol,所以2min末Y的浓度c(Y)=0.35mol/2L=0.175mol·L-1
(3)由(1)得n=4