Question

15．一定溫度下，在容積固定的V L密閉容器中加入n mol A、2n mol B，發(fā)生反應(yīng)：A（g）+2B（g）?2C（g）△H＜0，反應(yīng)達平衡后測得平衡常數(shù)為K，此時A的轉(zhuǎn)化率為x．
（1）一段時間后上述反應(yīng)達到平衡．則下列說法中正確的是BD（填字母）．
A．物質(zhì)A、B的轉(zhuǎn)化率之比為1：2
B．起始時刻和達到平衡后容器中的壓強之比為3n：（3n-nx）
C．充入惰性氣體（如Ar），平衡向正反應(yīng)方向移動
D．當(dāng)2v_正（A）=v_逆（B）時，反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)
（2）K和x的關(guān)系滿足K=$\frac{x{\;}^{2}V}{n（1-x）{\;}^{3}}$．
（3）該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率與時間的關(guān)系如圖所示．

①由圖可知，反應(yīng)在t₁、t₃、t₇時都達到了平衡，而t₂、t₈時都改變了一種條件，試判斷改變的條件：
t₂時增大生成物C濃度或升高溫度；t₈時使用催化劑．
②t₂時平衡向逆反應(yīng)（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”）方向移動．
③若t₄時降壓，t₅時達到平衡，t₆時增大反應(yīng)物的濃度，請在圖中畫出t₄～t₆時逆反應(yīng)速率與時間的關(guān)系線．

Answer 1

分析 （1）平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)是正逆反應(yīng)速率相等，各組分的濃度保持不變，據(jù)此判斷；
（2）依據(jù)化學(xué)平衡是哪段是列式計算平衡濃度，結(jié)合平衡常數(shù)概念計算得到平衡常數(shù)，保證A濃度不變的情況下，增大容器的體積，BC濃度減小比例相同此時濃度商和平衡常數(shù)相同，平衡不動；
（3）①該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體體積不變的且是正反應(yīng)是放熱的化學(xué)反應(yīng)，t₂時逆反應(yīng)速率增大，且平衡時反應(yīng)速率大于t₂時反應(yīng)速率，平衡向逆反應(yīng)方向移動，t₈時正逆反應(yīng)速率都增大且平衡不移動；
②t₂時逆反應(yīng)速率增大，且平衡時反應(yīng)速率大于t₂時反應(yīng)速率，平衡向逆反應(yīng)方向移動；
③t₄時降壓，平衡向逆反應(yīng)方向移動，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)是正逆反應(yīng)速率相等，各組分的濃度保持不變，
A、反應(yīng)物A與B加入的反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比等于其化學(xué)計量數(shù)之比，所以平衡后A與B的轉(zhuǎn)化率之比等于1：1，故A錯誤；
B、轉(zhuǎn)化率為x，則平衡后有A、B、C物質(zhì)的量分別為n-nx、2n-nx、2nxmol，平衡后氣體總物質(zhì)的量為3n-nx，恒容容器中，氣體物質(zhì)的量之比等于其壓強之比，故B正確；
C、恒容容器中，充入惰性氣體（如Ar），平衡不移動，故C錯誤；
D、當(dāng)2v_正（A）=v_逆（B）時，說明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故D正確；
故選BD；
（2）在容積固定的V L密閉容器里加入n mol A、2n mol B，發(fā)生反應(yīng)：A（g）+2B（g） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2C（g）△H＜0，反應(yīng)達平衡后測得平衡常數(shù)為K，此時A的轉(zhuǎn)化率為x，
A（g）+2B（g） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2C（g）
起始量（mol） n 2n 0
變化量（mol） nx 2nx 2nx
平衡量（mol） n-nx 2n-2nx 2nx
平衡濃度為，c（A）=$\frac{n-bx}{V}$mol/L，c（B）=$\frac{2n-2nx}{V}$mol/L，c（C）=$\frac{2nx}{V}$mol/L
平衡常數(shù)K=$\frac{[C]{\;}^{2}}{[A]•[B]{\;}^{2}}$=$\frac{（\frac{2nx}{V}）{\;}^{2}}{（\frac{n-nx}{V}）×（\frac{2n-2nx}{V}）{\;}^{2}}$=$\frac{x{\;}^{2}V}{n（1-x）{\;}^{3}}$，
故答案為：$\frac{x{\;}^{2}V}{n（1-x）{\;}^{3}}$；
（3）由于縱坐標(biāo)只表示v_逆，為了便于求解，在解題時可把v_正補上，t₂時平衡逆向移動，采用的條件可以是升溫或增大C的濃度；t₈時平衡不移動，采用的條件是使用了催化劑．
①該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體體積減小的且是正反應(yīng)是放熱的化學(xué)反應(yīng)，t₂時逆反應(yīng)速率增大，且平衡時反應(yīng)速率大于t₂時反應(yīng)速率，平衡向逆反應(yīng)方向移動，改變的條件為增大生成物C濃度或升高溫度，t₈時平衡不移動，采用的條件是使用了催化劑．
故答案為：增大生成物C濃度或升高溫度；使用催化劑；
②t₂時逆反應(yīng)速率增大，且平衡時反應(yīng)速率大于t₂時反應(yīng)速率，平衡向逆反應(yīng)方向移動，故答案為：逆反應(yīng)；
③t₄時降壓，平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以逆反應(yīng)速率瞬間減小，并且逐漸減小到達新的平衡，故圖象為
，故答案為：．

點評 本題考查了化學(xué)平衡常數(shù)的確定、外界條件對反應(yīng)速率的影響等知識點，注意反應(yīng)前后氣體體積不變的可逆反應(yīng)中，壓強對能改變反應(yīng)速率但不影響平衡的移動，圖象繪制平衡影響因素的變化，題目難度中等．