Question

14．向某密閉容器中充入等物質(zhì)的量的氣體A和B，一定溫度下發(fā)生反應(yīng)A（g）+xB（g）?2C（g），達(dá)到平衡后，只改變反應(yīng)的一個(gè)條件，測得容器中物質(zhì)的濃度、反應(yīng)速率隨時(shí)間變化如圖所示．下列說法中正確的是（　　）

• A． 30min時(shí)降低溫度，40min時(shí)升高溫度
• B． 8min前A的平均反應(yīng)速率為0.16mol/（L•min）
• C． 反應(yīng)方程式中的x=1，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
• D． 20min～40min間該反應(yīng)的平衡常數(shù)均為4

Answer 1

分析 從該題圖1可知，0-20min是反應(yīng)：A（g）+xB（g）?2C（g）達(dá)到平衡的過程，20min時(shí)各濃度保持不變，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，20-30min，是保持平衡狀態(tài)過程；反應(yīng)物和生成物的濃度都減少，結(jié)合圖象2知，正逆反應(yīng)速率相等且減小平衡不移動(dòng)；40-54min，圖1知，反應(yīng)物濃度增大生成物濃度減小，圖2知正逆反應(yīng)速率都增大，且與原平衡點(diǎn)無接觸點(diǎn)，逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，當(dāng)正逆反應(yīng)速率相等時(shí)，再次達(dá)到平衡狀態(tài)，
A、由圖象可知，由開始到達(dá)到平衡，A、B的濃度減少的量相同，由此可知X=1.30min時(shí)只有反應(yīng)速率降低了，反應(yīng)物與生成物的濃度瞬時(shí)降低，反應(yīng)仍處于平衡狀態(tài)，故不能是溫度變化，而是降低了壓強(qiáng)；40min時(shí)，正逆反應(yīng)速率都增大，且逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，平衡向逆向進(jìn)行，則增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)，應(yīng)是升高溫度；
B．反應(yīng)從開始到8min內(nèi)A濃度減少了0.64mol/L，根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（A）；
C、由開始到達(dá)到平衡，A、B的濃度減少的量相同，由此可知X=1．則增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)，40min時(shí)，正逆反應(yīng)速率都增大，且逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，平衡向逆向進(jìn)行，應(yīng)是升高溫度，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
D、平衡常數(shù)隨溫度變化，由圖象可知，30min時(shí)只有反應(yīng)速率降低了，反應(yīng)物與生成物的濃度瞬時(shí)降低，反應(yīng)仍處于平衡狀態(tài)，故不能是溫度變化，而是降低了壓強(qiáng)；

解答 解：A、從圖2可知，30min時(shí)正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率同時(shí)降低．降低反應(yīng)溫度，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率同時(shí)降低，但降低反應(yīng)溫度，平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)．該反應(yīng)無論正反應(yīng)方向放熱還是吸熱，平衡均移動(dòng)與圖中30-40min改變條件后，平衡不移動(dòng)矛盾，故A錯(cuò)誤．
B、0～8min內(nèi)，C的反應(yīng)速率v=$\frac{1.36mol/L}{8min}$=0.17mol/（L•min）^-1，化學(xué)反應(yīng)速率之比等于方程式的系數(shù)之比，所以A的平均反應(yīng)速率為0.085mol/（L•min）^-1，故B錯(cuò)誤；
C．由開始到達(dá)到平衡，A、B的濃度減少的量相同，由此可知X=1，則增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)，40min時(shí)，正逆反應(yīng)速率都增大，且逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，平衡向逆向進(jìn)行，應(yīng)是升高溫度，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；
D、由圖象可知，30min時(shí)只有反應(yīng)速率降低了，反應(yīng)物與生成物的濃度瞬時(shí)降低，反應(yīng)仍處于平衡狀態(tài)，故不能是溫度變化，而是降低了壓強(qiáng)，所以平衡常數(shù)不變，20～30 min間，各物質(zhì)的濃度為：c（A）=c（B）=1mol/L，c（C）=2mol/L，所以K=$\frac{{2}^{2}}{1×1}$=4，故D正確．
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡圖象問題，題目難度較大，本題注意根據(jù)圖象濃度的變化以及反應(yīng)速率的變化判斷化學(xué)反應(yīng)狀態(tài)以及影響化學(xué)反應(yīng)速率的條件，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵．