Question

向2L密闭容器中加入一定量的A、B、C三种气体，一定条件下发生反应，各物质的物质的量随时间变化如图甲所示[t₀～15  s阶段n(B)未画出]。图乙为t₂时刻后改变条件平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段所改变的外界条件均不同。已知t₃～t₄阶段为使用催化剂。观察下图，回答以下问题：

(1)甲图中从反应至达到平衡状态，生成物C的平均反应速率为____________________。
(2)图乙中t₂时引起平衡移动的条件是______，t₅时引起平衡移动的条件是_______。（填序号）
A．升高温度                B．增大反应物浓度          C．使用催化剂              D．减少体系压强
(3)图乙中表示平衡混合物中，在这四个阶段中C的物质的量最高的一段时间是______。(填序号)：      A．15s-t₂时段      B．t₃-t₄时段      C．t₄-t₅时段          D．t₆以后
(4)该反应的化学方程式可以表示为：_______________________________________________________，
正反应为______________(填“放热”或“吸热”)反应。
(5)反应开始时加入的B的物质的量为________________。

Answer 1

(1)  0.004mol·L^-1·s^-1    (2)B                A        (3)  D
(4)  3A(g)   B(g)+2C(g)             吸热      (5)  0.04mol

试题分析：（1）根据甲图可知，反应进行到15s时达到平衡状态，此时C的物质的量增加了0.22mol－0.10mol＝0.12mol，则其浓度变化量为0.12mol÷2L＝0.06mol/L，所以从反应至达到平衡状态，生成物C的平均反应速率为0.06mol/L÷15s＝0.004mol/(L·s)。
（2）根据乙图可知，t₂时正反应速率瞬间增大，而逆反应速率逐渐增大，平衡向正反应方向移动，所以改变的条件应该是增大反应物的浓度，答案选B；同样根据乙图可知，t₅时正逆反应速率均增大，但正反应速率大于逆反应速率，平衡向正反应方向移动。由于四个阶段所改变的外界条件均不同，而t₂时改变的条件是增大反应物浓度，t₃～t₄阶段为使用催化剂，t₄-t₅阶段正逆反应速率减小相同的倍数，平衡不移动，因此改变的条件只能是降低越强，这说明反应前后体积不变。所以t₅时引起平衡移动的条件就只能是升高温度，答案选A。
（3）根据（2）中分析可知，从t₂开始平衡是向正反应方向移动的，t₃、t₄时平衡不移动，t₅时平衡又向正反应方向移动，所以在这四个阶段中C的物质的量最高的一段时间是t₆以后，答案选D。
（4）根据（2）中分析可知，该反应前后体积不变，又因为根据甲图可知，平衡时A、C的物质的量变化量分别为0.18mol、0.12mol，即二者的变化量之比是3:2，其中A是反应物，C是生物，这说明B也一定是生成物，所以该反应的化学方程式可以表示为3A(g)   B(g)+2C(g)。升高温度平衡向正反应方向移动，因此正方应是吸热反应。
（5）平衡时生成C的物质的量是0.12mol，则根据反应方程式3A(g)   B(g)+2C(g)可知，生成B的物质的量是0.06mol。根据甲图可知，平衡时B的物质的量是0.1mol，所以反应开始时加入的B的物质的量为0.1mol－0.06mol＝0.04mol。