Question

15．某溫度下的2L密閉容器中發(fā)生某一特定反應(yīng)，3中氣體起始狀態(tài)和平衡狀態(tài)時的物質(zhì)的量（n）如下表所示，2s時達(dá)到平衡狀態(tài)．回答下列問題：

密閉容器	A	B	C
n（起始狀態(tài)）/mol	4	2	0
n（平衡狀態(tài)）/mol	2.8	1.4	1.2

（1）用物質(zhì)的A表示的反應(yīng)的平均速率為0.3mol/L•s．
（2）2s時物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為30%．
（3）圖中的曲線是該反應(yīng)在不同溫度下的平衡曲線，x中表示溫度，y軸表示B的轉(zhuǎn)化率，圖中有a、b、c三點，
①該反應(yīng)是吸熱（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)；
②C點：v_正＞v_逆（填“＞”、“＜”或“=”）．
（4）一定溫度下，在甲、乙、丙、丁四個恒容密閉容器中投入A和B，其起始物質(zhì)的量及A的平衡轉(zhuǎn)化率如下表所示：

密閉容器		甲	乙	丙	丁
密閉容器體積/L		2	2	2	1
起始物質(zhì)的量	n（A）/mol	0.4	0.8	0.8	0.4
	n（B）/mol	0.24	0.24	0.48	0.24
A的平衡轉(zhuǎn)化率		80	α1	α2	α3

①該溫度下，乙中反應(yīng)的平衡常數(shù)K為400；
②A的平衡轉(zhuǎn)化率：α₂＞α₁（填“＞”、“＜”或“=”）；
③容器中C的物質(zhì)的量濃度：甲＜丁（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析 圖表數(shù)據(jù)可知反應(yīng)過程中變化的物質(zhì)的量等于化學(xué)方程式計量數(shù)之比，A變化4mol-2.8mol=1.2mol，B變化物質(zhì)的量=2mol-1.4mol=0.6mol，C物質(zhì)的量變化=1.2mol，反應(yīng)物質(zhì)的量之比=1.2：0.6：1.2=2：1：2，化學(xué)方程式2A+B?2C，
（1）反應(yīng)速率V=$\frac{△c}{△t}$計算得到A的反應(yīng)速率；
（2）轉(zhuǎn)化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%；
（3）①x中表示溫度，y軸表示B的轉(zhuǎn)化率，隨溫度升高B的轉(zhuǎn)化率增大，說明升溫平衡正向進(jìn)行，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；
②C點在此溫度下達(dá)到平衡狀態(tài)需要y增大，B的轉(zhuǎn)化率增大說明反應(yīng)正向進(jìn)行；
（4）①溫度相同時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)不變，則甲、乙中反應(yīng)的平衡常數(shù)相等，根據(jù)甲中各物質(zhì)的平衡濃度計算平衡常數(shù)，平衡常數(shù)等于生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積；
②由甲、乙可知，氧氣的濃度相同，二氧化硫的濃度增大會促進(jìn)氧氣的轉(zhuǎn)化，二氧化硫轉(zhuǎn)化率減小，丙和丁達(dá)到的是相同的平衡狀態(tài)，丙實驗氧氣物質(zhì)的量增大，氧氣轉(zhuǎn)化率增大；
③體積相同，丙中的起始濃度為甲的2倍，壓強(qiáng)增大，平衡正向移動，則丙中轉(zhuǎn)化率增大，丙和丁平衡是相同的平衡；

解答 解：圖表數(shù)據(jù)可知反應(yīng)過程中變化的物質(zhì)的量等于化學(xué)方程式計量數(shù)之比，A變化4mol-2.8mol=1.2mol，B變化物質(zhì)的量=2mol-1.4mol=0.6mol，C物質(zhì)的量變化=1.2mol，反應(yīng)物質(zhì)的量之比=1.2：0.6：1.2=2：1：2，化學(xué)方程式2A+B?2C，
（1）圖表中A起始物質(zhì)的量為4mol，平衡狀態(tài)物質(zhì)的量為2.8mol，則消耗物質(zhì)的量=4mol-2.8mol=1.2mol，A表示的反應(yīng)速率V=$\frac{\frac{1.2mol}{2L}}{2s}$=0.3mol/L•s，
故答案為：0.3mol/L•s；
（2）2s時物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率=$\frac{1.2mol}{4mol}$×100%=30%，
故答案為：30%；
（3）①x中表示溫度，y軸表示B的轉(zhuǎn)化率，隨溫度升高B的轉(zhuǎn)化率增大，說明升溫平衡正向進(jìn)行，升溫向吸熱反應(yīng)方向進(jìn)行，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，
故答案為：吸熱；
②C點在此溫度下達(dá)到平衡狀態(tài)需要y增大，B的轉(zhuǎn)化率增大說明反應(yīng)正向進(jìn)行，v_正＞v_逆，
故答案為：＞；
（4）①溫度相同時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)不變，則甲、乙中反應(yīng)的平衡常數(shù)相等，依據(jù)甲列式計算，A的轉(zhuǎn)化率為80%，A反應(yīng)的物質(zhì)的量濃度=0.2mol/L×080%=
                2A+B?2C
起始量（mol/L） 0.2   0.12     0
變化量（mol/L） 0.16  0.08   0.16
平衡量（mol/L）0.04   0.04   0.16
平衡常數(shù)K=$\frac{0.1{6}^{2}}{0.0{4}^{2}×0.04}$=400，
故答案為：400；
②由甲、乙可知，氧氣的濃度相同，二氧化硫的濃度增大會促進(jìn)氧氣的轉(zhuǎn)化，二氧化硫轉(zhuǎn)化率減小，丙和丁達(dá)到的是相同的平衡狀態(tài)，丙實驗氧氣物質(zhì)的量增大，氧氣轉(zhuǎn)化率增大；則二氧化硫轉(zhuǎn)化率，α₁＜α₂=α₃，故答案為：＞；
③體積相同，丙中的起始濃度為甲的2倍，壓強(qiáng)增大，平衡正向移動，則丙中轉(zhuǎn)化率增大，即丙中c（SO₃）大于甲中c（SO₃）的2倍，丙體積為2L，丁體積為1L，起始量分別為0.8，0.48；0.40，24，丙和丁達(dá)到的平衡相同，三氧化硫濃度相同，丙=丁＞甲，

點評 本題考查化學(xué)平衡的計算，熟悉化學(xué)平衡的三段法計算及影響平衡移動的因素即可解答，注意平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，計算平衡常數(shù)應(yīng)利用平衡濃度，題目難度較大．