Question

3．將等物質(zhì)的量的A，B混合于2L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g）△H＜0經(jīng)5min后達到平衡，平衡時測得D的濃度為0.5mol/L，C（A）：C（B）=1：2，C的平均反應(yīng)速率為0.05mol/（L•min）
（l）x的值為1；
（2）A的平衡濃度0.5mol/L；
（3）若恒溫恒容，則容器中平衡時的壓強與起始時的壓強比9：10；
（4）如圖是某一時間段中該反應(yīng)速率與反應(yīng)進程的曲線關(guān)系圖，回答下列問題：
①處于平衡狀態(tài)的時間段是t₀～t₁，t₂～t₃，t₃～t₄，t₅～t₆．
②t₁、t₃、t₄時刻體系中分別是什么條件發(fā)生了變化？
t₁A、t₃C、t₄E（填A-E）
A．升溫     B．降溫     C．加催化劑     D．加壓  E．減壓
③下列各時間段時，A的體積分數(shù)最高的是D
A．t₀-t₁    B． t₂-t₃     C．t₃-t₄        D．t₅-t₆．

Answer 1

分析 （1）（2）（3）先設(shè)A、B的物質(zhì)的量為nmol；根據(jù)D的濃度計算D的物質(zhì)的量，根據(jù)D的物質(zhì)的量計算反應(yīng)的A、B的物質(zhì)的量，根據(jù)5min時，A、B濃度之比求出A、B開始時的物質(zhì)的量，用開始時的物質(zhì)的量減反應(yīng)的物質(zhì)的量即為5min末的物質(zhì)的量，再根據(jù)物質(zhì)的量濃度公式計算濃度；反應(yīng)速率之比即為計量數(shù)之比；根據(jù)C的反應(yīng)速率求A的反應(yīng)速率．根據(jù)A的轉(zhuǎn)化濃度計算A的轉(zhuǎn)化率，由此分解答；
（4）①從平衡狀態(tài)的本質(zhì)特征分析，可逆反應(yīng)達到平衡時，正逆反應(yīng)速率相等；
②根據(jù)溫度、催化劑以及壓強對反應(yīng)速率的影響分析，注意各時間段正逆反應(yīng)速率的變化；
③由圖平衡都是逆向進行，所以A的體積分數(shù)再增大．

解答 解：D的濃度為0.5mol/L，所以D的物質(zhì)的量為1mol．
      設(shè)A、B的物質(zhì)的量為nmol，
         3A（g）+B（g）=xC（g）+2D（g），
開始    n mol        n mol     0         0 
反應(yīng)    1.5mol      0.5mol              1mol 
5min （n-1.5）mol （ n-0.5）mol         1mol
同一容器中，c（A）：c（B）=n（A）：n（B）=$\frac{n-1.5}{n-0.5}$=$\frac{1}{2}$；n=2.5mol；
（1）D的濃度為0.5mol/L，反應(yīng)時間為5min，D的反應(yīng)速率為$\frac{0.5mol/L}{5min}$=0.1mol/（L•min），C的反應(yīng)速率是0.05mol/（L•min），根據(jù)同一反應(yīng)中，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于計量數(shù)之比，所以x=1，故答案為：1；
（2）A的平衡濃度為：$\frac{2.5-1.5}{2}$=0.5mol/L，
故答案為：0.5mol/L；
（3）若恒溫恒容，則容器中平衡時的壓強與起始時的壓強比等于物質(zhì)的量之比為：（1+2+0.5+1）：（2.5+2.5）=9：10，故答案為：9：10；
（4）①從平衡狀態(tài)的本質(zhì)特征分析，可逆反應(yīng)達到平衡時，正逆反應(yīng)速率相等，時間處于t₀～t₁，t₂～t₃，t₃～t₄，t₅～t₆時，正逆反應(yīng)速率相等，則說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故答案為：t₀～t₁，t₂～t₃，t₃～t₄，t₅～t₆；
②t₁時，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，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動，則應(yīng)為升高溫度的變化，
t₃時，正逆反應(yīng)速率都增大，正逆反應(yīng)速率相等，平衡不移動，應(yīng)為加入催化劑的變化，
t₄時，正逆反應(yīng)速率都減小，且逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，平衡向逆反應(yīng)方向移動，由方程式計量數(shù)關(guān)系可知，應(yīng)為減小壓強的變化，
故答案為：A；C；E；
③由圖平衡都是逆向進行，所以A的體積分數(shù)再增大，所以t₅-t₆時A的體積分數(shù)最大，故答案為：D．

點評 本題考查化學反應(yīng)速率的變化曲線，題目難度中等，注意化學方程式的特點，判斷溫度、壓強對反應(yīng)平衡移動的影響，結(jié)合外界條件對反應(yīng)速率的影響分析．