Question

向某密闭容器中加入0.3mol A、0.1mol C和一定量的气体B三种气体，在一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如下面图1所示．下面图2为t₂时刻后改变容器中条件，平衡体系中速率随时间变化的情况且t₂-t₅四个阶段都各改变一种条件，所用条件均不同．t₃-t₄阶段为使用催化剂．

（1）若t₁=15s，则t₀-t₁阶段以C浓度变化表示的反应速率为 v（C）=

 

mol/（L?s）；
（2）若t₂-t₃阶段，C的体积分数变小，此阶段v正

 

v逆；（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）B的起始物质的量为

 

mol；
（4）t₁时刻，平衡常数K=

 

；
（5）t₅-t₆阶段容器内A的物质的量共减小0.03mol，而此过程中容器与外界的热交换总量为a KJ，写出该反应的热化学方程式

 

；
（6）若t₂时刻后图象变化如图3图4，则改变条件为

 

；
a．恒温恒压下，按照2：1比例充入任意量的B和C
b．恒温恒压下，加入0.24mol A、0.06mol B和0.14mol C
c．恒温恒压下，加入0.12mol A、0.1mol B和0.22mol C
d．恒温恒压下，加入0.14mol B和0.30mol C．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,反应速率的定量表示方法,化学平衡建立的过程,化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题

分析：（1）由图象计算C的浓度变化，再根据v=

△c

△t

计算反应速率；
（2）t₄～t₅阶段正逆反应速率减小且相等，如是降低温度，平衡移动发生移动，则正逆反应速率不相等；根据C、A浓度的变化判断二者计量数关系，根据t₄～t₅阶段判断化学方程式；由图2可知t₂时增大了某一物质的浓度，已知t₂-t₃阶段，C的体积分数变小，则增大了B的浓度，根据平衡移动来判断正逆反应速率的关系；
（3）根据A的浓度变化，利用化学方程式计算出B的浓度变化，由平衡时的浓度，再求出起始的浓度和物质的量；
（4）根据图象中平衡时各物质的浓度，计算平衡常数；
（5）计算3molA反应的热量，结合方程式书写热化学方程式；
（6）t₂时刻后图象变化如图3图4，由图可知，某一速率增加、另一速率减小，必须保证A浓度增大的同时B、C浓度减小，或者A浓度减小的同时B、C浓度增大．

解答： 解：（1）若t₁=15s，生成物C在t₀～t₁时间段的平均反应速率为：v=

0.11mol/L-0.05mol/L

15s

=0.004mol?L^-1?s^-1，
故答案为：0.004；
（2）t₃～t₄阶段与t₄～t₅阶段正逆反应速率都相等，而t₃～t₄阶段为使用催化剂，如t₄～t₅阶段改变的条件为降低反应温度，平衡移动发生移动，则正逆反应速率不相等，则t₄～t₅阶段应为减小压强；反应中A的浓度变化为0.15mol/L-0.06mol/L=0.09mol/L，C的浓度变化为0.11mol/L-0.05mol/L=0.06mol/L，反应中A与C的计量数之比为0.09：0.06=3：2，则该反应中气体的化学计量数之和前后相等，则有：3A（g）?B（g）+2C（g），
由图2可知t₂时增大了某一物质的浓度，已知t₂-t₃阶段，C的体积分数变小，则增大了B的浓度，增大B的浓度平衡向逆方向移动，所以v正小于v逆；
故答案为：小于；
（3）根据方程式可知消耗0.09mol/L的A，则生成0.03mol/L的B，容器的体积为

0.3mol

0.15mol/L

=2L，生成B的物质的量为0.03mol/L×2L=0.06mol，平衡时B的物质的量为0.05mol/L×2L=0.1mol，所以起始时B的物质的量为0.1mol-0.06mol=0.04mol，
故答案为：0.04；
（4）由图象可知t₁时刻，各物质的平衡浓度为c（A）=0.06mol/L，c（B）=0.05mol/L，c（C）=0.11mol/L，则K=

c(B)?c2(C)

c3(A)

=

0.05×0.112

0.063

=2.8；
故答案为：2.8；
（5）反应的方程式为3A（g）?B（g）+2C（g），A的物质的量减少0.03mol，而此过程中容器与外界的热交换总量为akJ，则A的物质的量减少3mol，与外界的热交换总量为100akJ，由图象可知t₅～t₆阶段应为升高温度，A的物质的量减少，说明向正反应方向移动，则正反应吸热，该反应的热化学方程式为3A（g）B（g）+2C（g）△H=+100akJ?mol^-1，
故答案为：3A（g）?B（g）+2C（g）△H=+100akJ?mol^-1；
（6）t₂时刻后图象变化如图3图4，由图可知，某一速率增加、另一速率减小，必须保证A浓度增大的同时B、C浓度减小，或者A浓度减小的同时B、C浓度增大，已知原来起始时n（A）=0.3mol，n（B）=0.1-0.06mol=0.04mol，n（C）=0.1mol，采用极限法转化反应物或生成物的量，如果与原来相同则正确，
a．恒温恒压下，按照2：1比例充入任意量的B和C，转化部分B、C不能得到，n（A）=0.3mol，n（B）=0.04mol，n（C）=0.1mol，故a错误；
b．恒温恒压下，加入0.24mol A、0.06mol B和0.14mol C，转化部分B、C能得到，n（A）=0.3mol，n（B）=0.04mol，n（C）=0.1mol，故b正确；
c．恒温恒压下，加入0.12mol A、0.1mol B和0.22mol C，转化部分B、C不能得到，n（A）=0.3mol，n（B）=0.04mol，n（C）=0.1mol，故c错误；
d．恒温恒压下，加入0.14mol B和0.30mol C，转化部分B、C能得到，n（A）=0.3mol，n（B）=0.04mol，n（C）=0.1mol，故d正确；
故答案为：bd．

点评：本题考查化学平衡移动图象题，涉及反应速率的计算、平衡常数的计算、影响平衡移动的因素的分析等，题目难度较大，注意从乙图判断各阶段的影响因素为解答该题的关键．