Question

15．某探究小組用HNO₃與大理石反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量減小的方法，研究影響反應(yīng)速率的因素．所用HNO₃濃度為1.00mol/L、2.00mol/L，大理石有細(xì)顆粒和粗顆粒兩種規(guī)格，實(shí)驗(yàn)溫度為25℃、35℃，每次實(shí)驗(yàn)HNO₃的用量為25.00mL，大理石用量為10.00g．
請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表，并在實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粰谥刑羁眨?br />

實(shí)驗(yàn) 編號(hào)	溫度 （℃）	大理石 規(guī)格	HNO3濃度（mol/L）	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/TD>
①	25	粗顆粒	2.00	（I）實(shí)驗(yàn)①和②探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響； （II）實(shí)驗(yàn)①和③探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響； （III）實(shí)驗(yàn)①和④探究固體物質(zhì)的表面積對(duì)反應(yīng)速率的影響
②	25	粗顆粒	1.00
③	35	粗顆粒	2.00
④	25	細(xì)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(yīng)：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經(jīng)5s后反應(yīng)達(dá)平衡．在此5s內(nèi)C的平均反應(yīng)速率為0.2mol/（L•s），同時(shí)生成1mol D．試求：
（1）達(dá)平衡時(shí)B的轉(zhuǎn)化率為20%．
（2）x的值為4．
（3）若溫度不變，達(dá)平衡時(shí)容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)是反應(yīng)前的1.2倍．

Answer 1

分析 研究影響反應(yīng)速率的因素，由控制變量法可知，
（I）實(shí)驗(yàn)①和②只有濃度不同；
（II）實(shí)驗(yàn)①和③只有溫度不同；
（III）實(shí)驗(yàn)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(yīng)：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經(jīng)5s后反應(yīng)達(dá)平衡．在此5s內(nèi)C的平均反應(yīng)速率為0.2mol/（L•s），同時(shí)生成1mol D，v（D）=$\frac{\frac{1mol}{2L}}{5s}$=0.1mol/（L•s），由速率之比等于化學(xué)計(jì)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(kāi)始     2.5        2.5         0            0
轉(zhuǎn)化     1.5         0.5        2             1
平衡       1            2        2              1
結(jié)合轉(zhuǎn)化率=$\frac{轉(zhuǎn)化的量}{開(kāi)始的量}$×100%、物質(zhì)的量比等于壓強(qiáng)比來(lái)解答．

解答 解：（Ⅰ）由控制變量法可知，（I）實(shí)驗(yàn)①和②只有濃度不同，則實(shí)驗(yàn)②中硝酸濃度為1.00mol/L；（II）實(shí)驗(yàn)①和③只有溫度不同，則實(shí)驗(yàn)③中溫度為35℃；（III）實(shí)驗(yàn)①和④只有接觸面積不同，則實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑樘骄抗腆w物質(zhì)的表面積，
故答案為：

②			1.00	（III）固體物質(zhì)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(yīng)：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經(jīng)5s后反應(yīng)達(dá)平衡．在此5s內(nèi)C的平均反應(yīng)速率為0.2mol/（L•s），同時(shí)生成1mol D，v（D）=$\frac{\frac{1mol}{2L}}{5s}$=0.1mol/（L•s），由速率之比等于化學(xué)計(jì)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(kāi)始     2.5        2.5         0            0
轉(zhuǎn)化     1.5         0.5        2             1
平衡       1            2        2              1
（1）達(dá)平衡時(shí)B的轉(zhuǎn)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(dá)平衡時(shí)容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)是反應(yīng)前的$\frac{1+1+2+2}{2.5+2.5}$=1.2倍，故答案為：1.2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算及探究速率的影響因素，為高頻考點(diǎn)，把握化學(xué)平衡三段法、控制變量法、轉(zhuǎn)化率計(jì)算為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計(jì)算能力的考查，綜合性較強(qiáng)，題目難度不大．