Question

【题目】向一体积不变的密闭容器中加入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，各物质浓度随时间变化如图1所示。图2为t2时刻后改变反应条件，平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件。已知t3～t4阶段为使用催化剂；图1中t0～t1阶段c(B)未画出。

图1 图2

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

（2）t4～t5阶段改变的条件为________，B的起始物质的量为________。各阶段平衡时对应的平衡常数如下表所示：

t1～t2	t2～t3	t3～t4	t4～t5	t5～t6
K1	K2	K3	K4	K5

则K1＝______(保留两位小数)，K1、K2、K3、K4、K5之间的关系为______(用“>”“<”或“＝”连接)。

（3）t5～t6阶段保持容器内温度不变，若A的物质的量共变化了0.01 mol，而此过程中容器与外界的热交换总量为a kJ，写出此温度下该反应的热化学方程式：________________________________。

（4）在相同条件下，若起始时容器中加入a mol A、b mol B和c mol C，达到平衡时体系中各物质的量与t1时刻相等，a、b、c要满足的条件为________。

Answer 1

【答案】（12分，除标明外，每空2分）

（1）0.02 mol·L－1·min－1

（2）减小压强（1分） 1.0 mol（1分） 0.84 K1＝K2＝K3＝K4<K5

（3）2A(g)＋B(g)3C(g) ΔH＝＋200a kJ·mol－1

（4）a＋c＝2.4，且b＋＝1.2

【解析】 （1）v(C)＝＝0.02 mol·L－1·min－1。

（2）由图1可判断该反应的方程式为2A(g)＋B(g)3C(g)。因各阶段改变的条件均不同，t3～t4阶段改变的条件为使用催化剂 ，t4～t5阶段条件改变，平衡未发生移动，可判断改变的条件为减小压强，根据速率之比等于方程式的计量系数之比等于浓度的变化之比，可得B的浓度变化值为＝0.1 mol·L－1，则B的起始浓度为0.1 mol·L－1＋0.4 mol·L－1＝0.5 mol·L－1，由题知容器体积为2 L，起始时B的物质的量为0.5 mol·L－1×2 L＝1.0 mol。K1＝＝≈0.84。浓度、催化剂、压强的改变，均不影响平衡常数的大小，故K1＝K2＝K3＝K4，t5～t6为升高温度，此时v(正)>v(逆)，故升温平衡正向移动，正反应为吸热反应，温度升高，K值增大，则K1＝K2＝K3＝K4<K5。

（3）该反应吸热ΔH>0， A变化0.01 mol，交换的热量为a kJ，则消耗2 mol A，吸收200a kJ热量，反应的热化学方程式为2A(g)＋B(g)3C(g) ΔH＝＋200a kJ·mol－1。

（4）由题意可知A、B、C按a mol、b mol、c mol投料与按2 mol A、0.6 mol C、1 mol B投料所达到的平衡为等效平衡。a、b、c满足的条件为a＋c＝2.4，且b＋＝1.2。