Question

(9分) 向一体积不变的密闭容器中加入2 mol A、0.6 mol C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1所示。图2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；图1中t₀－t₁阶段c(B)未画出。

(1)若t₁＝15 min，则t₀－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________。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)。

(3)t₅－t₆阶段保持容器内温度不变，若A的物质的量共变化了0.01 mol，而此过程中容器与外界的热交换总量为a kJ，写出此温度下该反应的热化学方程式：________________________。

(4)在相同条件下，若起始时容器中加入a mol A、b mol B和c mol C，达到平衡时体系中各物质的量与t₁时刻相等，a、b、c要满足的条件为________。

 

Answer 1

【答案】

(1)0.02 mol·L^－1·min^－1　   (2)减小压强　1.0 mol　0.84　K₁＝K₂＝K₃＝K₄<K₅

(3)2A(g)＋B(g)3C(g)　ΔH＝＋200a kJ·mol^－1　(4)a＋2c/3＝2.4且b＋c/3＝1.2

【解析】

试题分析：（1）v(C)=

（2）根据图示可知t₄－t₅平衡不移动，但是速率降低，所以改变的条件为减小压强。因此该反应的方程式为2A(g)+B(g)=3C(g)，反应前后气体的物质的量不变，因此B起始的物质的量为1mol。四个阶段都各改变一种不同的条件，根据图2可以判断t₂～t₃改变浓度，t₃～t₄使用催化剂，t₄～t₅改变压强，t₅～t₆改变温度，根据速率的变化，以及平衡移动的方向，可知该反应是吸热反应，平衡常数是温度的函数，所以K₁＝K₂＝K₃＝K₄<K₅。

（3）若起始时容器中加入a mol A、b mol B和c mol C，达到平衡时体系中各物质的量与t₁时刻相等，所以将C转化为A和B，与起始时加入的物质的量相同即可。起始时将C转化为A和B，A为2.4mol，B为1.2mol则a＋2c/3＝2.4且b＋c/3＝1.2。

考点：影响化学平衡的条件

点评：本题综合性强，难度较大，要认真分析条件才可以准确作答，锻炼学生的思维能力。