Question

15．某探究小組用HNO₃與大理石反應過程中質量減小的方法，研究影響反應速率的因素．所用HNO₃濃度為1.00mol/L、2.00mol/L，大理石有細顆粒和粗顆粒兩種規(guī)格，實驗溫度為25℃、35℃，每次實驗HNO₃的用量為25.00mL，大理石用量為10.00g．
請完成以下實驗設計表，并在實驗目的一欄中填空：

實驗 編號	溫度 （℃）	大理石 規(guī)格	HNO3濃度（mol/L）	實驗目的
①	25	粗顆粒	2.00	（I）實驗①和②探究濃度對反應速率的影響； （II）實驗①和③探究溫度對反應速率的影響； （III）實驗①和④探究固體物質的表面積對反應速率的影響
②	25	粗顆粒	1.00
③	35	粗顆粒	2.00
④	25	細顆粒	2.00

（Ⅱ）把2.5mol A和2.5mol B混合放入2L密閉容器里，發(fā)生反應：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經(jīng)5s后反應達平衡．在此5s內(nèi)C的平均反應速率為0.2mol/（L•s），同時生成1mol D．試求：
（1）達平衡時B的轉化率為20%．
（2）x的值為4．
（3）若溫度不變，達平衡時容器內(nèi)氣體的壓強是反應前的1.2倍．

Answer 1

分析 研究影響反應速率的因素，由控制變量法可知，
（I）實驗①和②只有濃度不同；
（II）實驗①和③只有溫度不同；
（III）實驗①和④只有接觸面積不同；
（Ⅱ）把2.5mol A和2.5mol B混合放入2L密閉容器里，發(fā)生反應：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經(jīng)5s后反應達平衡．在此5s內(nèi)C的平均反應速率為0.2mol/（L•s），同時生成1mol D，v（D）=$\frac{\frac{1mol}{2L}}{5s}$=0.1mol/（L•s），由速率之比等于化學計量數(shù)之比可知，$\frac{x}{2}=\frac{0.2}{0.1}$，解得x=4，則
         3A（g）+B（g）?4C（g）+2D（g）
開始     2.5        2.5         0            0
轉化     1.5         0.5        2             1
平衡       1            2        2              1
結合轉化率=$\frac{轉化的量}{開始的量}$×100%、物質的量比等于壓強比來解答．

解答 解：（Ⅰ）由控制變量法可知，（I）實驗①和②只有濃度不同，則實驗②中硝酸濃度為1.00mol/L；（II）實驗①和③只有溫度不同，則實驗③中溫度為35℃；（III）實驗①和④只有接觸面積不同，則實驗目的為探究固體物質的表面積，
故答案為：

②			1.00	（III）固體物質的表面積
③	35

（Ⅱ）把2.5mol A和2.5mol B混合放入2L密閉容器里，發(fā)生反應：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經(jīng)5s后反應達平衡．在此5s內(nèi)C的平均反應速率為0.2mol/（L•s），同時生成1mol D，v（D）=$\frac{\frac{1mol}{2L}}{5s}$=0.1mol/（L•s），由速率之比等于化學計量數(shù)之比可知，$\frac{x}{2}=\frac{0.2}{0.1}$，解得x=4，則
         3A（g）+B（g）?4C（g）+2D（g）
開始     2.5        2.5         0            0
轉化     1.5         0.5        2             1
平衡       1            2        2              1
（1）達平衡時B的轉化率為$\frac{0.5}{2.5}$×100%=20%，故答案為：20%；
（2）由上述分析可知x=4，故答案為：4；
（3）若溫度不變，達平衡時容器內(nèi)氣體的壓強是反應前的$\frac{1+1+2+2}{2.5+2.5}$=1.2倍，故答案為：1.2．

點評 本題考查化學平衡計算及探究速率的影響因素，為高頻考點，把握化學平衡三段法、控制變量法、轉化率計算為解答的關鍵，側重分析與計算能力的考查，綜合性較強，題目難度不大．