Question

【題目】向一體積不變的密閉容器中加入2 mol A、0.6 mol C和一定量的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1所示。圖2為t2時刻后改變反應(yīng)條件，平衡體系中反應(yīng)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階段為使用催化劑；圖1中t0～t1階段c(B)未畫出。

圖1 圖2

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

（2）t4～t5階段改變的條件為________，B的起始物質(zhì)的量為________。各階段平衡時對應(yīng)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K1＝______(保留兩位小數(shù))，K1、K2、K3、K4、K5之間的關(guān)系為______(用“>”“<”或“＝”連接)。

（3）t5～t6階段保持容器內(nèi)溫度不變，若A的物質(zhì)的量共變化了0.01 mol，而此過程中容器與外界的熱交換總量為a kJ，寫出此溫度下該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________。

（4）在相同條件下，若起始時容器中加入a mol A、b mol B和c mol C，達(dá)到平衡時體系中各物質(zhì)的量與t1時刻相等，a、b、c要滿足的條件為________。

Answer 1

【答案】（12分，除標(biāo)明外，每空2分）

（1）0.02 mol·L－1·min－1

（2）減小壓強(qiáng)（1分） 1.0 mol（1分） 0.84 K1＝K2＝K3＝K4<K5

（3）2A(g)＋B(g)3C(g) ΔH＝＋200a kJ·mol－1

（4）a＋c＝2.4，且b＋＝1.2

【解析】 （1）v(C)＝＝0.02 mol·L－1·min－1。

（2）由圖1可判斷該反應(yīng)的方程式為2A(g)＋B(g)3C(g)。因各階段改變的條件均不同，t3～t4階段改變的條件為使用催化劑 ，t4～t5階段條件改變，平衡未發(fā)生移動，可判斷改變的條件為減小壓強(qiáng)，根據(jù)速率之比等于方程式的計量系數(shù)之比等于濃度的變化之比，可得B的濃度變化值為＝0.1 mol·L－1，則B的起始濃度為0.1 mol·L－1＋0.4 mol·L－1＝0.5 mol·L－1，由題知容器體積為2 L，起始時B的物質(zhì)的量為0.5 mol·L－1×2 L＝1.0 mol。K1＝＝≈0.84。濃度、催化劑、壓強(qiáng)的改變，均不影響平衡常數(shù)的大小，故K1＝K2＝K3＝K4，t5～t6為升高溫度，此時v(正)>v(逆)，故升溫平衡正向移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度升高，K值增大，則K1＝K2＝K3＝K4<K5。

（3）該反應(yīng)吸熱ΔH>0， A變化0.01 mol，交換的熱量為a kJ，則消耗2 mol A，吸收200a kJ熱量，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2A(g)＋B(g)3C(g) ΔH＝＋200a kJ·mol－1。

（4）由題意可知A、B、C按a mol、b mol、c mol投料與按2 mol A、0.6 mol C、1 mol B投料所達(dá)到的平衡為等效平衡。a、b、c滿足的條件為a＋c＝2.4，且b＋＝1.2。