Question

对于反应A（g）?2B（g）△H＞0，在温度为T₁、T₂时，平衡体系中B的体积分数随压强变化的曲线如图所示．回答下列各题．
（1）根据曲线图，分析下列说法正确的是    （填字母）．
A．a、c两点的反应速率：a＞c
B．由状态b到状态a，可以通过加热的方法
C．b、c两点A气体的转化率相等
（2）上述反应在密闭容器（定容）中进行，达到平衡状态的标志是    （填字母）．
A．单位时间内生成n mol A的同时分解2n molB
B．两种气体的体积分数不再改变
C．v_正（A）=2v_逆（B）
D．混合气体的密度不再发生变化
E．混合气体的压强不再发生变化
（3）若上述反应达平衡时，B气体的平衡浓度为0.1mol?L^-1，通过减小体积来增大体系的压强（温度保持不变），重新达平衡后，B气体的平衡浓度    0.1mol?L^-1（填“＞”、“＜”或“=”）．
（4）在100℃时，将0.40mol的B气体充入2L抽空的密闭容器中，每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到如下表的数据：

时间（s）		20	40	60	80
n（B）/mol	0.40	n1	0.26	n3	n4
n（A）/mol	0.00	0.05	n2	0.08	0.08

①在上述条件下，从反应开始至40s时，以A气体表示的该反应的平均反应速率为    ；
②上表中n₃    n₄（填“＞”、“＜”或“=”），反应A（g）?2B（g）在100℃时的平衡常数K的值为    ，升高温度后，反应2B（g）?A（g）的平衡常数K的值    （填“增大”、“减小”或“不变”）；
③若在相同情况下最初向该容器中充入的是A气体，要达到上述同样的平衡状态，A气体的起始浓度为    mol?L^-1．

Answer 1

【答案】分析：（1）A（g）?2B（g）△H＞0，该反应为吸热反应，升高温度，化学平衡正向移动，B的体积分数增大，故T₁＜T₂；增大压强，化学平衡逆向移动，B的体积分数减小，结合图象来分析解答．
A．a、c两点都在等温线上，压强越大，反应速率越快；
B．压强相同，升高温度，化学平衡正向移动，B的体积分数增大，a点B的体积分数大；
C．根据b、c两点平衡体系中NO₂的体积分数相等来判断；
（2）当化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理性不变，以此解答该题；
（3）减小体积增大压强，平衡向逆反应方向移动，移动的结果是降低B的浓度增大，但不会消除增大；
（4）①根据公式反应速率v=计算v（B），再根据速率之比等于化学计量数之比计算v（A）；
②化学平衡状态时，各组分的浓度不再随时间的改变而改变；
计算平衡时各组分的平衡浓度，代入平衡常数表达式k=计算；
反应2B（g）?A（g）为放热反应，温度升高，平衡体系向着吸热的方向进行，据此判断K的变化情况；
③该容器只充入的是A气体，恒温恒容下，要达到上述同样的平衡状态，为等效平衡，按化学计量数转化应得到0.4mol的B，据此计算A的起始浓度．
解答：解：（1）A．由图象可知，a、c两点都在等温线上，c的压强大，压强越大，反应速率越快，则a、c两点的反应速率：a＜c，故a错误；
B．升高温度，化学平衡正向移动，B的体积分数增大，由图象可知，a点B的体积分数大，则T₁＜T₂，由状态b到状态a，可以用加热的方法，故B正确；
C．b、c两点平衡体系中B的体积分数相等，气体的平均相对分子质量：b=c，故C正确；
故答案为：BC；
（2）A．单位时间内生成n mol A的同时分解2n molB，都表示逆反应速率，反应始终按此比例进行，不能说明到达平衡状态，故A错误；
B．到达平衡时各组分的含量不变，两种气体的体积分数不再改变，说明到达平衡，故B正确；
C．v_正（A）=2v_逆（B），即v_正（A）：v_逆（B）=2：1，不等于化学计量数之比，反应到达平衡状态，向正反应进行，故C错误；
D．混合气体的总质量不变，容器的容积不变，混合气体的密度始终不变，故D错误；
E．随反应进行，反应混合物的总物质的量增大，压强增大，混合气体的压强不再发生变化，说明到达平衡状态，故E正确；
故答案为：BE；
（3）减小体积增大压强，平衡向逆反应方向移动，移动的结果是降低B的浓度增大，但不会消除增大，到达新平衡时B浓度大于0.1mol/L，故答案为：＞；
（4）①从反应开始直至40s时，v（B）==0.00175mol/（L?s），速率之比等于化学计量数之比，故v（A）=v（B）=×0.00175mol/（L?s）=0.000875mol/（L?s），
故答案为：0.000875mol/（L?s）；
②在60s、80s时，A的物质的量都是0.08mol，反应处于平衡状态，所以n₃=n₄，A的平衡浓度为=0.04mol/L，B的平衡浓度为-2×0.04mol/L=0.12mol/L，反应的平衡常数k===0.36，
反应2B（g）?A（g）为放热反应，温度升高，平衡体系向逆反应方向移动，平衡常数k减小，
故答案为：=；0.36；减小；
③该容器只充入的是A气体，恒温恒容下，要达到上述同样的平衡状态，为等效平衡，按化学计量数转化应得到0.4mol的B，故起始充入的A气体物质的量为0.4mol×=0.2mol，A的起始浓度是 =0.1mol?L^-1，
故答案为：0.1．
点评：本题考查化学平衡图象、化学平衡影响因素与计算、反应速率计算、化学平衡常数、等效平衡等，题目较为综合，难度中等，（4）③中注意等效平衡的利用．