Question

12．向某恒容密閉容器中加入4mol A、1.2mol C和一定量的B三種氣體，一定條件下發(fā)生反應(yīng)，各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如甲圖所示[已知t₀～t₁階段c（B）未畫出]．乙圖為t₂時(shí)刻后改變反應(yīng)條件，反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化情況，在t₂、t₃、t₄、t₅時(shí)刻各改變一種不同的條件，已知t₃時(shí)刻為使用催化劑．

（1）若t₁=15s，則t₀～t₁階段的反應(yīng)速率為v（C）=0.02mol•L^-1•min^-1．
（2）t₄時(shí)刻改變的條件為減小壓強(qiáng)，B的起始物質(zhì)的量為2mol．
（3）寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式2A（g）+B（g）?3C（g），該反應(yīng)的逆反應(yīng)為放熱反應(yīng)（填“吸熱反應(yīng)”或“放熱反應(yīng)”）．
（4）圖乙中共有Ⅰ～Ⅴ五處平衡，其平衡常數(shù)與Ⅰ處的平衡常數(shù)不相等的是Ⅴ（填“Ⅱ”、“Ⅲ”、“Ⅳ”或“Ⅴ”）．
（5）在相同條件下，若按下表a、b、c、d四種情況進(jìn)行投料，達(dá)到的平衡與t₁時(shí)刻的平衡等效（A、B、C的體積分?jǐn)?shù)分別與t₁時(shí)刻的平衡相同）的是c（填“a”、“b”、“c”或“d”）

	a	b	c	d
n（A）/mol	2.0	1.2	2	3.6
n（B）/mol	1.2	0.4	1	1.5
n（c）/mol	0.1	0	0.5	2

Answer 1

分析 （1）根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算t₀～t₁階段以C物質(zhì)的濃度變化表示的反應(yīng)速率；
（2）t₄～t₅階段正逆反應(yīng)速率減小且相等，如是降低溫度，平衡移動(dòng)發(fā)生移動(dòng)，則正逆反應(yīng)速率不相等，所以是減小了壓強(qiáng)；根據(jù)A、C濃度的變化判斷二者計(jì)量數(shù)關(guān)系，根據(jù)t₄～t₅階段判斷化學(xué)方程式，然后根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算；
（3）圖象分析可知反應(yīng)反應(yīng)中A的濃度變化為：1mol/L-0.8mol/L=0.2mol/L，C的濃度變化為：0.6mol/L-0.3mol/L=0.3mol/L，反應(yīng)中A與C的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為0.2：0.3=2：3，根據(jù)t₄～t₅階段改變壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)可知，反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，據(jù)此書寫該反應(yīng)的方程式；根據(jù)t₅～t₆階段正逆反應(yīng)速率變化可知，t₅時(shí)升高了溫度，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，所以該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；
（4）平衡常數(shù)隨溫度變化，不隨壓強(qiáng)和濃度變化；
（5）由（2）計(jì)算可知B起始量為2mol，則開始進(jìn)行反應(yīng)的起始量為A為4mol，B為2mol，C為1.2mol，反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，滿足反應(yīng)物起始量等比等效．

解答 解：（1）若t₁=15min，生成物C在t₀～t₁時(shí)間段的平均反應(yīng)速率為：v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.6mol/L-0.3mol/L}{15s}$=0.02mol•L^-1•min^-1，
故答案為：0.02mol•L^-1•min^-1；
（2）t₄～t₅階段改變條件后，正逆反應(yīng)速率都減小且相等，所以不可能是降低溫度，應(yīng)該為減小壓強(qiáng)；反應(yīng)中A的濃度變化為：1mol/L-0.8mol/L=0.2mol/L，C的濃度變化為：0.6mol/L-0.3mol/L=0.3mol/L，反應(yīng)中A與C的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為0.2：0.3=2：3，根據(jù)t₄～t₅階段改變壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)可知，該反應(yīng)的方程式為2A（g）+B（g）?3C（g）；由方程式可知反應(yīng)過程中消耗的B的物質(zhì)的量濃度為：（1mol/L-0.8mol/L）×$\frac{1}{2}$=0.1mol/L，所以B的起始濃度為0.4mol/L+0.1mol/L=0.5mol/L，向某密閉容器中加入4mol A、1.2mol C和一定量的B三種氣體，A的起始濃度為1.0mol/L，體積=$\frac{4mol}{1.0mol/L}$=4L，物質(zhì)的量=0.5mol/L×4L=2mol，
故答案為：減小壓強(qiáng)； 2mol；
（3）圖象分析可知反應(yīng)反應(yīng)中A的濃度變化為：1mol/L-0.8mol/L=0.2mol/L，C的濃度變化為：0.6mol/L-0.3mol/L=0.3mol/L，反應(yīng)中A與C的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為0.2：0.3=2：3，根據(jù)t₄～t₅階段改變壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)可知，反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，據(jù)此書寫該反應(yīng)的方程式為：2A（g）+B（g）?3C（g），該反應(yīng)是體積不變的反應(yīng)，而t₅～t₆階段正逆反應(yīng)速率都增大，說明是升高了溫度；升高溫度后正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，說明該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，逆反應(yīng)為放熱反應(yīng)，
故答案為：2A（g）+B（g）?3C（g），放熱；
（4）圖乙中共有Ⅰ～Ⅴ五處平衡，t₅～t₆階段正逆反應(yīng)速率都增大，說明是升高了溫度，其平衡常數(shù)與Ⅰ處的平衡常數(shù)不相等的是V，
故答案為：V；
（5）由（2）計(jì)算可知B起始量為2mol，則開始進(jìn)行反應(yīng)的起始量為A為4mol，B為2mol，C為1.2mol，轉(zhuǎn)化為起始量，
                   2A（g）+B（g）?3C（g），
               4mol              2mol       1.2mol
轉(zhuǎn)化量     4.8mol            2.4mol      0
起始量之比=2：1
a.2A（g）+B（g）?3C（g），
                  2mol        1.2mol      0.1mol
轉(zhuǎn)化量   （2+$\frac{0.2}{3}$）   （1.2+$\frac{0.1}{3}$）       0，
不符合等比等效，故a錯(cuò)誤；
b.2A（g）+B（g）?3C（g），
   1.2         0.4           0
起始量之比3：1，故b錯(cuò)誤；
c.2A（g）+B（g）?3C（g），
                    2             1           0.5
起始量         2+$\frac{1}{3}$        1+$\frac{0.5}{3}$       0
起始量之比=2：1，符合等量等效，故c正確；
d.2A（g）+B（g）?3C（g），
                3.6          1.5          2
起始量    3.6+$\frac{4}{3}$       1.5+$\frac{2}{3}$       0
起始量之比不等于2：1，故d錯(cuò)誤；
故答案為：c．

點(diǎn)評 本題考查了化學(xué)反應(yīng)平衡影響因素的分析判斷、熱化學(xué)方程式的書寫，難度中等，解題關(guān)鍵是明確影響化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的因素，（3）為易錯(cuò)點(diǎn)，注意根據(jù)圖象判斷該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)．