Question

19．在容積為2L的密閉容器中，進行反應：A（g）+2B（g）?C（g）+D（g）在不同溫度下，D的物質(zhì)的量n（D）和時間t的關(guān)系如圖所示．試回答下列問題：
（1）800℃時，0-5min內(nèi)，以B的濃度變化表示的平均反應速率為0.12mol•L^-1•min^-1．
（2）能判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是ab．
a．容器中壓強不變            b．混合氣體中c（A）不變
c．2v_正（B）=v_逆（D）        d．混合氣體的密度不變
（3）若最初加入1.0molA和2.2molB，利用圖中數(shù)據(jù)計算800℃時的平衡常數(shù)K=1.8，該反應的正反應為吸熱反應（填“吸熱”或“放熱”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖象中800℃時，0-5min內(nèi)D的物質(zhì)的量的變化，求出B的變化，再求出B的反應速率；
（2）當化學反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理性不變，據(jù)此判斷；
（3）若最初加入1.0molA和2.2molB，利用三段式求出平衡時的物質(zhì)的量及濃度，再根據(jù)平衡常數(shù)表達式計算；根據(jù)圖象中溫度對平衡的影響分析．

解答 解：（1）由圖象可知，800℃時，0-5min內(nèi)D的物質(zhì)的量的變化為0.6mol，則參加反應的B的物質(zhì)的量為1.2mol，則v（B）=$\frac{\frac{n}{V}}{t}$=$\frac{\frac{1.2mol}{2L}}{5min}$=0.12mol•L^-1•min^-1，
故答案為：0.12mol•L^-1•min^-1；
（2）a．根據(jù)方程式可知，反應后氣體的物質(zhì)的量減小，壓強減小，當容器中壓強不變時，即是平衡狀態(tài)，故a正確；
b．混合氣體中c（A）不變時，則A的正逆反應速率相等，是平衡狀態(tài)，故b正確；
c．不同物質(zhì)表示反應速率時，正逆反應速率之比等于化學計量數(shù)之比是平衡狀態(tài)，則v_正（B）=2v_逆（D）是平衡狀態(tài)，故c錯誤；
d．混合氣體的密度一直不變，所以不一定達到平衡狀態(tài)，故d錯誤；
故答案為：ab；
（3）若最初加入1.0molA和2.2molB，設(shè)參加反應的A為nmol，
                 A（g）+2B（g）?C（g）+D（g）
初始的量：（mol）  1.0    2.2       0     0 
反應的量：（mol）   n     2n        n      n
平衡的量：（mol）  1-n   2.2-2n     n      n
由圖象可知平衡時D的物質(zhì)的量為0.6mol，即n=0.6mol，則平衡時c（A）=$\frac{1-n}{V}$=0.2mol/L，c（B）=$\frac{2.2-2n}{V}$=0.5mol/L，
c（C）=c（D）=$\frac{0.6mol}{2L}$=0.3mol/L，則K=$\frac{0.3×0.3}{0.2×0．{5}^{2}}$=1.8，
由圖象可知，800℃時D的物質(zhì)的量大于700℃時D的物質(zhì)的量，說明溫度越高，D的物質(zhì)的量越大，則升高溫度平衡正移，所以正方向為吸熱方向，故答案為：1.8；吸熱．

點評 本題考查了平衡狀態(tài)的判斷，反應速率的計算，外界條件對平衡的影響，平衡常數(shù)的計算，涉及的知識點較多，題目難度中等．