Question

向一體積不變的密閉容器中加入2mol A、0.6mol C和一定量的B三種氣體．一定條件下發(fā)生反應，各物質濃度隨時間變化如圖一所示．圖二為t₂時刻后改變反應條件，平衡體系中反應速率隨時間變化的情況，且四個階段都各改變一種不同的條件．已知t₃～t₄階段使用了催化劑；圖一中t₀～t₁階段c（B）未畫出．

（1）若t₁=15min，則t₀～t₁階段以C濃度變化表示的反應速率為υ（C）=

 

．
（2）t₄～t₅階段改變的條件為

 

，B的起始物質的量為

 

．根據上圖數(shù)據，結合題給信息，寫出該反應的化學方程式：

 

；該反應是

 

（選填“吸熱”或“放熱”）反應．從反應開始到達第一次平衡時（t₁～t₂），反應后與反應前的壓強比為

 

．
（3）各階段平衡時對應的平衡常數(shù)如下表所示：

t1～t2	t2～t3	t3～t4	t4～t5	t5～t6
K1	K2	K3	K4	K5

則K₂=

 

（保留兩位小數(shù)），K₁、K₂、K₃、K₄、K₅之間的關系為

 

（用“＞”、“＜”或“=”連接）．

Answer 1

考點：化學平衡的影響因素,反應速率的定量表示方法,化學平衡常數(shù)的含義

專題：化學平衡專題,化學反應速率專題

分析：（1）根據v=

△c

△t

計算v（C）；
（2）圖二是在四種不同情況下影響化學的平衡，而影響平衡的因素有：濃度、溫度、壓強、催化劑；t₃～t₄和t₄～t₅這兩段平衡是不移動的，則只能是壓強和催化劑影響的，因此應該推斷該反應為等體積變化的反應，t₃～t₄的平衡比原平衡的速率要快，而t₄～t₅的速率又變慢，則前者應是加催化劑，因為條件只能用一次，t₄～t₅段為減壓；
反應物的濃度降低，生成物的濃度增大，結合圖一可知，A為反應物，C為生成物，A的變化為0.2mol/L，C的變化量為0.3mol/L．又由于該反應為等體積變化的反應，所以B為反應物，根據化學反應的速率之比等于化學方程式前的計量系數(shù)比，寫出該反應的方程式為2A（g）+B（g） 3C（g），依此得出B的起始物質的量；t₅-t₆ 階段為升高溫度，v（正）＞（逆），平衡向正反應方向移動，升高溫度平衡向吸熱方向移動；
（3）根據平衡常數(shù)，平衡移動解答K₁、K₂、K₃、K₄、K₅之間的關系．

解答： 解：（1）15min內，以C濃度變化表示的反應速率為v（C）=

0.6mol/L-0.3mol/L

15min

=0.02 mol/（L?min），
故答案為：0.02 mol/（L?min）；
（2）t₃～t₄和t₄～t₅這兩段平衡是不移動的，則只能是壓強和催化劑影響的，因此應該推斷該反應為等體積變化的反應，
t₃～t₄的平衡比原平衡的速率要快，而t₄～t₅的速率又變慢，則前者應是加催化劑，因為條件只能用一次，故t₄～t₅段為減壓；
反應物的濃度降低，生成物的濃度增大，結合圖一可知，A為反應物，C為生成物，A的變化為0.2mol/L，C的變化量為0.3mol/L．又由于該反應為等體積變化的反應，所以B為反應物，根據化學反應的速率之比等于化學方程式前的計量系數(shù)比，該反應的方程式為2A（g）+B（g） 3C（g），所以，△c（B）=0.5△n（A）=0.5×0.2mol/L=0.1mol/L，起始2molA所對應的濃度為1mol/L，則體積應是

2mol

1mol/L

=2L，故B的起始物質的量為n（B）=（0.1mol/L+0.4mol/L）×2L=1mol；
t₅-t₆ 階段為升高溫度，v（正）＞（逆），平衡向正反應方向移動，升高溫度平衡向吸熱方向移動，故該反應為吸熱反應；
2A（g）+B（g） 3C（g），該反應前后，壓強保持不變，故反應后與反應前的壓強比為1：1，
故答案為：減壓；1mol；2A（g）+B（g） 3C（g）；吸熱；1：1；
（3）t₁-t₂段，處于平衡狀態(tài)，c（A）_平衡=0.8mol/L，c（B）_平衡=0.4mol/L，c（C）_平衡=0.6mol/L，
K₁=

c3(C)

c2(A)?c(B)

=

0.6×0.6×0.6

0.8×0.8×0.4

=0.84，
t₂-t₃段，為改變濃度，平衡移動，平衡常數(shù)不變，K₂=0.84，
t₃-t₄段，使用催化劑，加快反應，平衡常數(shù)不變，K₃=0.84，
t₄-t₅段，為降低壓強，反應速率降低，平衡不移動，平衡常數(shù)不變，K₄=0.84，
t₅-t₆段，為升高溫度，平衡向正反應方向移動，平衡常數(shù)增大，
故 K₁=K₂=K₃=K₄＜K₅，
故答案為：0.84；K₁=K₂=K₃=K₄＜K₅．

點評：本題以圖象的形式考查影響化學反應速率以及化學平衡移動的因素，難度中等．注意平衡常數(shù)問題，為本題的難點，也是易錯點．