Question

10．向某恒容密閉容器中加入4mol A、1.2mol C和一定量的B三種氣體，一定條件下發(fā)生反應，各物質濃度隨時間變化如甲圖所示[已知t₀～t₁階段c（B）未畫出]．乙圖為t₂時刻后改變反應條件，反應速率隨時間的變化情況，在t₂、t₃、t₄、t₅時刻各改變一種不同的條件，已知t₃時刻為使用催化劑．

（1）若t₁=15s，則t₀～t₁階段的反應速率為v（C）=0.02mol•L^-1s^-1．
（2）t₄時刻改變的條件為減小壓強，該反應的逆反應為放熱反應（填“吸熱反應”或“放熱反應”）． B的起始物質的量為2mol．
（3）圖乙中共有Ⅰ～Ⅴ五處平衡，其平衡常數與Ⅰ處的平衡常數不相等的是Ⅴ（填“Ⅱ”、“Ⅲ”、“Ⅳ”或“Ⅴ”）．
（4）寫出該反應的化學方程式2A（g）+B（g）?3C（g）．

Answer 1

分析 （1）根據v=$\frac{△c}{△t}$計算t₀～t₁階段以C物質的濃度變化表示的反應速率；
（2）t₄～t₅階段正逆反應速率減小且相等，如是降低溫度，平衡移動發(fā)生移動，則正逆反應速率不相等，所以是減小了壓強；
t₅時為升高溫度，V_正＞V_逆，平衡正向移動，正反應方向為吸熱反應，則逆反應方向為放熱反應；
根據A、C濃度的變化判斷二者計量數關系，根據t₄～t₅階段判斷化學方程式，然后根據化學方程式計算；
（3）平衡常數只受溫度的影響，t₅時為升高溫度；
（4）反應中A的濃度變化為：1mol/L-0.8mol/L=0.2mol/L，C的濃度變化為：0.6mol/L-0.3mol/L=0.3mol/L，反應中A與C的化學計量數之比為0.2：0.3=2：3，根據t₄～t₅階段改變壓強平衡不移動可知，該反應的方程式為：2A（g）+B（g）?3C（g）．

解答 解：（1）若t₁=15min，生成物C在t₀～t₁時間段的平均反應速率為：v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{（0.6-0.3）mol/L}{15s}$=0.02mol•L^-1 s^-1，
故答案為：0.02mol•L^-1 s^-1；
（2）t₄～t₅階段改變條件后，正逆反應速率都減小且相等，所以不可能是降低溫度，應該為減小壓強；
t₅時為升高溫度，V_正＞V_逆，平衡正向移動，正反應方向為吸熱反應，則逆反應方向為放熱反應；
容器的容積V=$\frac{4mol}{1mol/L}$=4L，反應中A的濃度變化為：1mol/L-0.8mol/L=0.2mol/L，C的濃度變化為：0.6mol/L-0.3mol/L=0.3mol/L，反應中A與C的化學計量數之比為0.2：0.3=2：3，根據t₄～t₅階段改變壓強平衡不移動可知，該反應的方程式為：2A（g）+B（g）?3C（g）；由方程式可知反應過程中消耗的B的物質的量為：（1mol/L-0.8mol/L）×$\frac{1}{2}$=0.1mol/L，所以B的起始濃度為：0.4mol/L+0.1mol/L=0.5mol/L，物質的量為0.5mol/L×4L=2mol；
故答案為：減小壓強；放熱反應； 2mol；
（3）平衡常數只受溫度的影響，t₅時為升高溫度，因此平衡常數與Ⅰ處的平衡常數不相等的是Ⅴ，
故答案為：Ⅴ；
（4）反應中A的濃度變化為：1mol/L-0.8mol/L=0.2mol/L，C的濃度變化為：0.6mol/L-0.3mol/L=0.3mol/L，反應中A與C的化學計量數之比為0.2：0.3=2：3，根據t₄～t₅階段改變壓強平衡不移動可知，該反應的方程式為：2A（g）+B（g）?3C（g），
故答案為：2A（g）+B（g）?3C（g）．

點評 本題考查了化學反應速率圖象及其應用，難度中等，解題關鍵是明確影響化學反應速率、化學平衡的因素，注意書寫化學方程式時要寫可逆號．