Question

2．向某密閉容器中加入0.15mol/A、0.05mol/LC和一量的B三種氣體．一定條件下發(fā)生反應(yīng)，各物質(zhì)濃度隨時間變化如圖中甲圖所示[t₀時c（B）未畫出，t₁時增大到0.05mol/L]．乙圖中t₂時刻后改變反應(yīng)條件，平衡體系中正、逆反應(yīng)速率隨時間變化的情況．
（1）已知向一平衡體系中加入催化劑，會同等程度增加正逆反應(yīng)速率，使平衡不移動，則由乙圖平衡圖象推斷B的起始物質(zhì)的量濃度為0.02mol
（2）t₅時改變的條件是升溫此時v（正）＞v（逆），若A的物質(zhì)的量減少0.03mol時，容器與外界的熱交換總量為akJ，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式3A （g）?2C（g）+B（g）△H=+150akJ/mol．
（3）若t₁=15s，則t₀-t₁階段以C濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為v（C）=0.004mol/L．S，A的轉(zhuǎn)化率為60%．
（4）t₂時改變的某一反應(yīng)條件可能是c（選填序號）．
a．減少生成物濃度b．增大壓強(qiáng)c．增大反應(yīng)物濃度
（5）如圖乙表示此反應(yīng)的反應(yīng)速率v和時間t的關(guān)系圖，各階段的平衡常數(shù)如表所示．K₁、K₂、K₃、K₄之間的關(guān)系為K₁=K₂=K₃＜K₄（用“＞”、“＜”或“=”連接）．A的轉(zhuǎn)化率最大的一段時間是t₅-t₆．

T1～t2	T3～t4	T4～t5	T6～t
K1	K2	K3	K4

Answer 1

分析 （1）若t₄時改變的條件為減小壓強(qiáng)，平衡不移動，說明反應(yīng)前后氣體的體積相等，圖甲中t₁時到達(dá)平衡，△c（A）=0.09mol/L，△c（C）=0.06mol/L，二者化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為0.09：0.06=3：2，則B為生成物，反應(yīng)方程式為：3A（g）?B（g）+2C（g），計(jì)算B的濃度變化量，B的起始濃度=B的平衡濃度-B的濃度變化量；
（2）t₅時正逆反應(yīng)速率增大，說明改變的條件是升溫，此時v（正）＞v（逆），平衡正向移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；若A的物質(zhì)的量減少0.02mol時，容器與外界的熱交換總量為a kJ，則3mol A反應(yīng)放出的吸收的熱量為akJ×$\frac{3mol}{0.02mol}$=150kJ，注明物質(zhì)聚集狀態(tài)與反應(yīng)熱書寫熱化學(xué)方程式；
（3）由圖象計(jì)算C的濃度變化，再根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算反應(yīng)速率；A的轉(zhuǎn)化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%計(jì)算；
（4）圖象可知改變的條件只能增加一種體系的濃度；
（5）反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，A的轉(zhuǎn)化率將增大，再結(jié)合反應(yīng)前后氣體體積變化分析；平衡常數(shù)隨溫度變化，不隨濃度、壓強(qiáng)、催化劑等變化．

解答 解：（1）若t₄時改變的條件為減小壓強(qiáng)，平衡不移動，說明反應(yīng)前后氣體的體積相等，圖甲中t₁時到達(dá)平衡，△c（A）=0.09mol/L，△c（C）=0.06mol/L，二者化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為0.09：0.06=3：2，則B為生成物，反應(yīng)方程式為：3A（g）?B（g）+2C（g），則△c（B）=$\frac{1}{2}$△c（C）=0.03mol/L，B的起始濃度=0.05mol/L-0.03mol/L=0.02mol/L，
故答案為：0.02；
（2）t₅時正逆反應(yīng)速率增大，說明改變的條件是升溫，此時v（正）＞v（逆），平衡正向移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，若A的物質(zhì)的量減少0.02mol時，容器與外界的熱交換總量為a kJ，則3mol A反應(yīng)放出的吸收的熱量為akJ×$\frac{3mol}{0.02mol}$=150kJ，反應(yīng)熱化學(xué)方程式為：3A （g）?2C（g）+B（g）△H=+150akJ/mol，
故答案為：升溫；3A （g）?2C（g）+B（g）△H=+150akJ/mol；
（3）若t₁=15s，生成物C在t₀～t₁時間段的平均反應(yīng)速率為：v=$\frac{0.11mol/L-0.05mool/L}{15s}$=0.004mol•L^-1•s^-1，A的轉(zhuǎn)化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%=$\frac{0.15-0.06}{0.15}$×100%=60%，
故答案為：0.004；60%；
（4）圖中中平衡正向進(jìn)行，逆反應(yīng)速率此時不變，正反應(yīng)速率快速增大，說明可能是增加反應(yīng)物的濃度，故答案為：c；
（5）t₂時刻改變的是反應(yīng)物的濃度，t₃時刻加入的是催化劑，t₄是減少了壓強(qiáng)，t₅時刻是升高溫度，平衡常數(shù)隨溫度變化，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升溫平衡正向進(jìn)行平衡常數(shù)增大，則之間關(guān)系為K₁=K₂=K₃＜K₄，圖中分析A的轉(zhuǎn)化率最大的一段時間是t₅-t₆，
故答案為：K₁=K₂=K₃＜K₄；t₅-t₆；

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算于影響因素、平衡圖象、反應(yīng)速率計(jì)算、熱化學(xué)方程式書寫等，關(guān)鍵是根據(jù)圖象綜合分析確定反應(yīng)方程式，題目難度中等．