Question

向一体积不变的密闭容器中加入2mol A、0.6molC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一所示．图二为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，t₅-t₆ 阶段为升高温度，图一中t-t₁阶段c（B）未画出．

（1）若t₁=15min，则t-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______．
（3）此反应的化学方程式可表示为______，该反应为______
（填“放”或“吸”）热反应．
（4）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）

Answer 1

【答案】分析：本题以图象的形式考查影响化学反应速率以及化学平衡移动的因素．
（1）根据v=计算v（C）；
（2）（3）图二是在四种不同情况下影响化学的平衡，而影响平衡的因素有：浓度、温度、压强、催化剂．
t₃～t₄和t₄～t₅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．
t₃～t₄的平衡比原平衡的速率要快，而t₄～t₅的速率又变慢，则前者应是加催化剂，因为条件只能用一次，t₄～t₅段为减压．
反应物的浓度降低，生成物的浓度增大，结合图一可知，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，
写出该反应的方程式为2A（g）+B（g） 3C（g）．起始2molA所对应的浓度为1mol/L，则体积应是2L．
t₅-t₆ 阶段为升高温度，v（正）＞（逆），平衡向正反应方向移动，升高温度平衡向吸热方向移动．
（4）根据平衡常数及浓度商，平衡移动解答．
解答：解：（1）15min内，以C浓度变化表示的反应速率为v（C）===0.02 mol/（L?min）．
故答案为：0.02 mol/（L?min）；
（2）t₃～t₄和t₄～t₅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．
t₃～t₄的平衡比原平衡的速率要快，而t₄～t₅的速率又变慢，则前者应是加催化剂，因为条件只能用一次，t₄～t₅段为减压．
反应物的浓度降低，生成物的浓度增大，结合图一可知，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）=△n（A）=×0.2mol/L=0.1mol/L，起始2molA所对应的浓度为1mol/L，则体积应是=2L，故B的起始物质的量为n（B）=（0.1mol/L+0.4mol/L）×2L=1mol．
故答案为：减小压强    1.0mol 
（3）由（2）可知该反应的方程式为2A（g）+B（g） 3C（g），t₅-t₆ 阶段为升高温度，v（正）＞（逆），平衡向正反应方向移动，升高温度平衡向吸热方向移动，所以，该反应为吸热反应．
故答案为：2A（g）+B（g） 3C（g）；吸
（4）t₁-t₂段，处于平衡状态，c（A）_平衡=1mol/L，c（B）_平衡=0.4mol/L，c（C）_平衡=0.6mol/L，
K₁===0.84
t₂-t₃段，为改变浓度，平衡移动，平衡常数不变，K₂=0.84
t₃-t₄段，使用催化剂，加快反应，平衡常数不变，K₃=0.84
t₄-t₅段，为降低压强，反应速率降低，平衡不移动，平衡常数不变，K₄=0.84
t₅-t₆段，为升高温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，
故 K₁=K₂=K₃=K₄＜K₅
故答案为：0.84   K₁=K₂=K₃=K₄＜K₅
点评：本题以图象的形式考查影响化学反应速率以及化学平衡移动的因素，题目难度中等，注意分析条件改变对化学平衡移动的影响，为本题的难点，易错点，也是解题的关键．