Question

18．圖I中表示在2L的密閉容器中、T₁溫度下，某可逆反應各物質(zhì)濃度與時間關系；圖II表示當其它條件不變時，C物質(zhì)的體積分數(shù)（C%）與溫度（T）和壓強（p）的關系．回答下列問題：
（1）該可逆反應的化學方程式為A?4B+C．
（2）上述反應的壓強p₁大于 p₂，反應的焓變△H小于0（填“大于”、“小于”或“等于”）
（3）若溫度T₁時，5min后反應達到平衡，則
①平衡時體系總的物質(zhì)的量為3.2mol．②反應的平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{4}（B）•c（C）}{c（A）}$=$\frac{（0.6）^{4}×0.15}{0.85}$≈0.023．（列式計算）
③反應在0～5min區(qū)間的平均反應速率v（B）=0.12mol/（L•min）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖Ⅰ計算出A、B、C的物質(zhì)的量濃度變化，在根據(jù)濃度變化與物質(zhì)的量成正比計算出各自計量數(shù)，據(jù)此寫出該反應的方程式；
（2）相同溫度時，壓強越大，反應速率越快，優(yōu)先達到平衡狀態(tài)；相同壓強時，反應速率越快，溫度越高，然后根據(jù)升高溫度，平衡向著吸熱反應方向移動判斷反應熱；
（3）①根據(jù)圖象可知，達到平衡時A的濃度為0.85mol/L、B、C的濃度都分別為0.6mol/L、0.15mol/L，然后根據(jù)n=cV計算出各自的物質(zhì)的量，再計算出總物質(zhì)的量即可；
②根據(jù)平衡常數(shù)的表達式K=$\frac{{c}^{4}（B）•c（C）}{c（A）}$及平衡時各組分濃度進行計算；
③根據(jù)反應速率的表達式v=$\frac{△c}{△t}$計算．

解答 解：（1）根據(jù)圖象Ⅰ可知，達到平衡時A的濃度從1.0mol/L變?yōu)?.85mol/L、B、C的濃度都從0分別變?yōu)?.6mol/L、0.15mol/L，則A為反應物、BC為生成物，A、B、C的濃度變化之比為：（1.0-0.85）mol/L：（0.6-0）mol/L：（0.15mol/L-0）=1：4：1，所以該反應方程式為：A?4B+C，
故答案為：A?4B+C；
（2）根據(jù)圖Ⅱ中T₁p₁、T₁p₂曲線可知，T₁p₂時優(yōu)先達到平衡狀態(tài)，說明該反應速率大，則壓強大小為：p₁大于p₂；
根據(jù)曲線T₁p₂、T₂p₂可知，T₂p₂先達到平衡，則T₂溫度較高，說明升高溫度，C的百分含量越小，則升高溫度平衡向著逆向移動，該反應為放熱反應，△H小于0，
故答案為：大于；小于；
（3）①根據(jù)圖Ⅰ可知，達到平衡時A的濃度為0.85mol/L，B、C的濃度都分別為0.6mol/L、0.15mol/L，則總物質(zhì)的量為：（0.85mol/L+0.6mol/L+0.15mol/L）×2L=3.2mol，
故答案為：3.2mol；
②達到平衡時A的濃度為0.85mol/L，B、C的濃度都分別為0.6mol/L、0.15mol/L，則平衡常數(shù)為：K=$\frac{{c}^{4}（B）•c（C）}{c（A）}$=$\frac{（0.6）^{4}×0.15}{0.85}$≈0.023，
故答案為：0.023； 
③反應在0～5min區(qū)間B的濃度變化為：△B=0.6mol/L-0=0.6mol/L，B的平均反應速率為：v（B）=$\frac{0.6mol/L}{5min}$=0.12mol/（L•min），
故答案為：0.12mol/（L•min）．

點評 本題考查了物質(zhì)的量濃度隨時間變化的曲線、化學反應速率、化學平衡的計算，題目難度中等，熟練掌握化學平衡及其影響因素為解答根據(jù)，注意掌握化學反應速率、化學平衡常數(shù)的表達式及計算方法，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學計算能力．