Question

13．在一个容积为2L的密闭容器中，加入0.8mol的A₂气体和0.6molB₂气体，一定条件下发生如下反应：A₂（g）+B₂（g）?2AB（g）△H＜0，反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示．
（1）该反应进行到3min时达到平衡，用AB表示的平均反应速率为：$\frac{1}{6}$mol/（L．min）（用分数表示）．
（2）图中对应的a的数值是0.15mol/L，该反应的化学平衡常数Kc=$\frac{100}{3}$（保留分数）．温度升高Kc值减少（填“增大”、“减少”或“不变”）．
（3）在上述反应达到平衡后，第4min时，若将容器的体积快速扩大一倍（其他条件不变），请在图中画出4min～5min的AB浓度的变化线．
（4）在相同条件下，若开始时向此容器中加入的A₂（g）、B₂（g）和AB（g）的物质的量分别为0.4mol、0.2mol、0.8mol．则反应向正  反应方向进行（填“正”或“逆”）．判断依据是Qc=$\frac{0．{4}^{2}}{0.2×0.1}$=8，Kc=$\frac{100}{3}$，Qc＜Kc，所以平衡向正反应方向移动．反应达到平衡后，各物质的体积分数与原平衡相比③（填序号）
①A₂、B₂减小，AB增大  ②A₂、B₂增大，AB减小  ③均不变  ④无法确定．

Answer 1

分析 （1）反应达到平衡时，各物质浓度不再随时间的变化而变化，根据v=$\frac{△c}{△t}$计算反应速率，；
（2）根据AB的浓度变化计算A₂的浓度变化，从而得出a值，化学平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，根据温度对化学平衡常数的影响判断；
（3）上述反应达到平衡后，第4min时，若把容器的体积快速扩大一倍，AB的浓度变为原来的一半，该反应反应前后气体体积不变，压强只改变反应速率，不改变平衡移动，据此画出图象；
（4）在相同条件下，若开始时向此容器中加入的A₂（g）、B₂（g）和AB（g）的物质的量分别为0.4mol、0.2mol、0.8mol，在2L容器中有Qc=$\frac{0．{4}^{2}}{0.2×0.1}$=8，根据Qc和Kc的关系判断平衡移动的方向；将AB（g）全部折算成A₂（g）、B₂（g）可知，开始时向此容器中加入的A₂（g）、B₂（g）的物质的量分别为0.8mol、0.6mol与题中的A₂（g）、B₂（g）的物质的量分别为0.8mol、0.6mol相等，根据等效平衡的原理进行答题．

解答 解：（1）反应达到平衡时，各物质浓度不再随时间的变化而变化，根据图可知3min时反应达到平衡状态，在根据v=$\frac{△c}{△t}$可知，用AB表示的平均反应速率为$\frac{0.5}{3}$mol/（L•min）=$\frac{1}{6}$mol/（L•min），
故答案为：3；$\frac{1}{6}$；
（2）根据图可知，AB的浓度变化为0.5mol/L，则A₂的浓度变化为0.25mol/L，所以a=0.4mol/L-0.25mol/L=0.15mol/L，平衡时的浓度为0.3mol/L-0.25mol/L=0.05mol/L，该反应的化学平衡常数Kc=$\frac{0．{5}^{2}}{0.15×0.05}$=$\frac{100}{3}$，由于该反应是放热反应，所以温度升高，平衡逆向移动，Kc值减小，
故答案为：0.15mol/L；$\frac{100}{3}$；减少；
（3）上述反应达到平衡后，第4min时，若把容器的体积快速扩大一倍，AB的浓度变为原来的一半，该反应的反应前后气体体积不变，压强只改变反应速率，不改变平衡移动，导致AB的浓度不变，所以其图象为：
，
故答案为：；
（4）在相同条件下，若开始时向此容器中加入的A₂（g）、B₂（g）和AB（g）的物质的量分别为0.4mol、0.2mol、0.8mol，在2L容器中有Qc=$\frac{0．{4}^{2}}{0.2×0.1}$=8，Kc=$\frac{100}{3}$，所以Qc＜Kc，所以平衡向正反应方向移动，将AB（g）全部折算成A₂（g）、B₂（g）可知，开始时向此容器中加入的A₂（g）、B₂（g）的物质的量分别为0.8mol、0.6mol与题中的A₂（g）、B₂（g）的物质的量分别为0.8mol、0.6mol相等，即两个平衡为等效平衡，所以各物质的体积分数不变，故选③，
故答案为：正；Qc=$\frac{0．{4}^{2}}{0.2×0.1}$=8，Kc=$\frac{100}{3}$，Qc＜Kc，所以平衡向正反应方向移动；③．

点评 本题考查化学反应速率、化学平衡的有关计算、等效平衡等，难度中等，（4）中注意对等效平衡规律的理解，注意该反应特点．