21.
(12分)373 K时,某1 L密闭容器中发生如下可逆反应:A(g)
2B(g)。其中物质B的物质的量变化如图所示。
试填空:
(1)已知373 K时,60 s时达到平衡,则前60 s内A的平均反应速率为________。
(2)若373 K时B的平衡浓度为A的3倍,473 K时(其他条件不变),B的平衡浓度为A的2倍,请在上图中画出473 K时A的物质的量随时间的变化曲线。
(3)若反应在373 K进行,在1 L密闭容器中加入1 mol B、0.2 mol He,达到平衡时B的转化率应________。
A.等于60% B.等于40%
C.小于40% D.介于40%-60%之间
(4)已知曲线上任意两点之间连线的斜率表示该时间段内B的平均反应速率(例如作直线EF的斜率表示20 s-60 s内B的平均反应速率),试猜想曲线上任意一点的切线斜率的意义
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___________________________________________________________。
解析:(1)由图可知反应A(g)
2B(g),在60 s达到平衡时,生成B物质0.6 mol,则有0.3 mol A发生反应,则A的反应速率为=0.005 mol/(L·s)。
(2)(3)根据373 K时B浓度是A浓度的3倍,B为0.6 mol/L,则A为0.2 mol/L,说明起始条件为0.5 mol A或1 mol B,此时B的转化率为40%。若加入1 mol B和0.2 mol He,则使压强增大,因为是恒容条件,稀有气体对平衡无影响,则转化率仍为40%。
答案:(1)0.005 mol/(L·s)
(2)见图

曲线注意两点:A的起始及平衡时的物质的量(分别为0.5 mol,0.25 mol),达到平衡所需时间应小于60 s。
(3)B
(4)某一时刻的反应速率(或即时速率、瞬时速率)