Question

向某密閉容器中加入0.3mol A、0.1mol C和一定量的氣體B三種氣體，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，各物質(zhì)濃度隨時間變化如下面圖1所示．下面圖2為t₂時刻后改變?nèi)萜髦袟l件，平衡體系中速率隨時間變化的情況且t₂-t₅四個階段都各改變一種條件，所用條件均不同．t₃-t₄階段為使用催化劑．

（1）若t₁=15s，則t₀-t₁階段以C濃度變化表示的反應(yīng)速率為 v（C）=

 

mol/（L?s）；
（2）若t₂-t₃階段，C的體積分?jǐn)?shù)變小，此階段v正

 

v逆；（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）B的起始物質(zhì)的量為

 

mol；
（4）t₁時刻，平衡常數(shù)K=

 

；
（5）t₅-t₆階段容器內(nèi)A的物質(zhì)的量共減小0.03mol，而此過程中容器與外界的熱交換總量為a KJ，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

 

；
（6）若t₂時刻后圖象變化如圖3圖4，則改變條件為

 

；
a．恒溫恒壓下，按照2：1比例充入任意量的B和C
b．恒溫恒壓下，加入0.24mol A、0.06mol B和0.14mol C
c．恒溫恒壓下，加入0.12mol A、0.1mol B和0.22mol C
d．恒溫恒壓下，加入0.14mol B和0.30mol C．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的量或濃度隨時間的變化曲線,反應(yīng)速率的定量表示方法,化學(xué)平衡建立的過程,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）由圖象計算C的濃度變化，再根據(jù)v=

△c

△t

計算反應(yīng)速率；
（2）t₄～t₅階段正逆反應(yīng)速率減小且相等，如是降低溫度，平衡移動發(fā)生移動，則正逆反應(yīng)速率不相等；根據(jù)C、A濃度的變化判斷二者計量數(shù)關(guān)系，根據(jù)t₄～t₅階段判斷化學(xué)方程式；由圖2可知t₂時增大了某一物質(zhì)的濃度，已知t₂-t₃階段，C的體積分?jǐn)?shù)變小，則增大了B的濃度，根據(jù)平衡移動來判斷正逆反應(yīng)速率的關(guān)系；
（3）根據(jù)A的濃度變化，利用化學(xué)方程式計算出B的濃度變化，由平衡時的濃度，再求出起始的濃度和物質(zhì)的量；
（4）根據(jù)圖象中平衡時各物質(zhì)的濃度，計算平衡常數(shù)；
（5）計算3molA反應(yīng)的熱量，結(jié)合方程式書寫熱化學(xué)方程式；
（6）t₂時刻后圖象變化如圖3圖4，由圖可知，某一速率增加、另一速率減小，必須保證A濃度增大的同時B、C濃度減小，或者A濃度減小的同時B、C濃度增大．

解答： 解：（1）若t₁=15s，生成物C在t₀～t₁時間段的平均反應(yīng)速率為：v=

0.11mol/L-0.05mol/L

15s

=0.004mol?L^-1?s^-1，
故答案為：0.004；
（2）t₃～t₄階段與t₄～t₅階段正逆反應(yīng)速率都相等，而t₃～t₄階段為使用催化劑，如t₄～t₅階段改變的條件為降低反應(yīng)溫度，平衡移動發(fā)生移動，則正逆反應(yīng)速率不相等，則t₄～t₅階段應(yīng)為減小壓強(qiáng)；反應(yīng)中A的濃度變化為0.15mol/L-0.06mol/L=0.09mol/L，C的濃度變化為0.11mol/L-0.05mol/L=0.06mol/L，反應(yīng)中A與C的計量數(shù)之比為0.09：0.06=3：2，則該反應(yīng)中氣體的化學(xué)計量數(shù)之和前后相等，則有：3A（g）?B（g）+2C（g），
由圖2可知t₂時增大了某一物質(zhì)的濃度，已知t₂-t₃階段，C的體積分?jǐn)?shù)變小，則增大了B的濃度，增大B的濃度平衡向逆方向移動，所以v正小于v逆；
故答案為：小于；
（3）根據(jù)方程式可知消耗0.09mol/L的A，則生成0.03mol/L的B，容器的體積為

0.3mol

0.15mol/L

=2L，生成B的物質(zhì)的量為0.03mol/L×2L=0.06mol，平衡時B的物質(zhì)的量為0.05mol/L×2L=0.1mol，所以起始時B的物質(zhì)的量為0.1mol-0.06mol=0.04mol，
故答案為：0.04；
（4）由圖象可知t₁時刻，各物質(zhì)的平衡濃度為c（A）=0.06mol/L，c（B）=0.05mol/L，c（C）=0.11mol/L，則K=

c(B)?c2(C)

c3(A)

=

0.05×0.112

0.063

=2.8；
故答案為：2.8；
（5）反應(yīng)的方程式為3A（g）?B（g）+2C（g），A的物質(zhì)的量減少0.03mol，而此過程中容器與外界的熱交換總量為akJ，則A的物質(zhì)的量減少3mol，與外界的熱交換總量為100akJ，由圖象可知t₅～t₆階段應(yīng)為升高溫度，A的物質(zhì)的量減少，說明向正反應(yīng)方向移動，則正反應(yīng)吸熱，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為3A（g）B（g）+2C（g）△H=+100akJ?mol^-1，
故答案為：3A（g）?B（g）+2C（g）△H=+100akJ?mol^-1；
（6）t₂時刻后圖象變化如圖3圖4，由圖可知，某一速率增加、另一速率減小，必須保證A濃度增大的同時B、C濃度減小，或者A濃度減小的同時B、C濃度增大，已知原來起始時n（A）=0.3mol，n（B）=0.1-0.06mol=0.04mol，n（C）=0.1mol，采用極限法轉(zhuǎn)化反應(yīng)物或生成物的量，如果與原來相同則正確，
a．恒溫恒壓下，按照2：1比例充入任意量的B和C，轉(zhuǎn)化部分B、C不能得到，n（A）=0.3mol，n（B）=0.04mol，n（C）=0.1mol，故a錯誤；
b．恒溫恒壓下，加入0.24mol A、0.06mol B和0.14mol C，轉(zhuǎn)化部分B、C能得到，n（A）=0.3mol，n（B）=0.04mol，n（C）=0.1mol，故b正確；
c．恒溫恒壓下，加入0.12mol A、0.1mol B和0.22mol C，轉(zhuǎn)化部分B、C不能得到，n（A）=0.3mol，n（B）=0.04mol，n（C）=0.1mol，故c錯誤；
d．恒溫恒壓下，加入0.14mol B和0.30mol C，轉(zhuǎn)化部分B、C能得到，n（A）=0.3mol，n（B）=0.04mol，n（C）=0.1mol，故d正確；
故答案為：bd．

點(diǎn)評：本題考查化學(xué)平衡移動圖象題，涉及反應(yīng)速率的計算、平衡常數(shù)的計算、影響平衡移動的因素的分析等，題目難度較大，注意從乙圖判斷各階段的影響因素為解答該題的關(guān)鍵．