Question

向一体积不变的密闭容器中充入2 mol A、0．6 mol C和一定量的B三种气体，一定条件下发生反应2A(g)+B(g) 3c(g)，各物质的浓度随时间变化的关系如图1所示，其中如t0～t1阶段c(B)未画出。图2为反应体系中反应速率随时间变化的情况，且t2、t3、t4各改变一种不同的条件。

（1）若t1="15" min，则t0～t1阶段以c的浓度变化表示的反应速率V(C)=           。
（2）t3时改变的条件为                     ，
B的起始物质的量为                      。
（3）t4～t5阶段，若A的物质的量减少了O．01 mol，而此阶段中反应体系吸收能量为a kJ，写出此条件下该反应的热化学方程式：                                       。
（4）请在如图中定性画出工业合成NH₃中H₂的逆反应速率(V)随时间(t)变化关系的图像。(其相应的变化特点为：t1达到平衡，t2降温，t3又达到平衡，t4增大压强，t5再次达到平衡。)

Answer 1

（1）0.02mol/(L?min)  （2）减小压强或取出部分平衡混合气体    1.0mol
（3）2A（g）+B（g） 3C（g） ?H="+200a" kJ?mol?¹
（4）

试题分析：（1）15min内，以C浓度变化表示的反应速率为v（C）=（0.6—0.3）mol/L÷15min=0.02 mol/(L?min)。
（2）t₂～t₃和t₃～t₄这两段平衡是不移动的，则只能是压强和催化剂影响的，因此应该推断该反应为等体积变化的反应，t₂～t₃的平衡比原平衡的速率要快，而t₃～t₄的速率又变慢，则前者应是加催化剂，因为条件只能用一次，t₃～t₄段为减压或取出部分平衡混合气体；反应物的浓度降低，生成物的浓度增大，结合图1可知，A为反应物，C为生成物，A的变化为0.2mol/L，C的变化量为0.3mol/L．又由于该反应为等体积变化的反应，所以B为反应物，根据化学反应的速率之比等于化学方程式前的计量系数比，该反应的方程式为2A（g）+B（g） 3C（g），所以，△c（B）=1/2△c（A）=1/2×0.2mol/L=0.1mol/L，起始2molA所对应的浓度为1mol/L，则体积应是2mol÷1mol/L=2L，故B的起始物质的量为n（B）=（0.1mol/L+0.4mol/L）×2L=1.0mol。
（3）根据方程式计算，若A的物质的量共变化了0.01mol，而此过程中容器与外界的热交换总量为a kJ，则反应2molA时，交换热量200akJ，而由图象可知，t₄～t₅阶段应为升高温度，正反应速率大于逆反应速率，平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，所以热化学方程式为2A（g）+B（g）  3C（g）△H=+200a kJ?mol?¹。
（4）t₁达到平衡，则H₂的逆反应速率（V）不变；t₂降温，则H₂的逆反应速率（V）降低；t₃又达到平衡，H₂的逆反应速率（V）不变；t₄增大压强，H₂的逆反应速率（V）增大；t₅再次达到平衡，H₂的逆反应速率（V）不变，据此画出图象，为。