Question

10．向某恒容密闭容器中加入4mol A、1.2mol 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甲图所示[已知t₀～t₁阶段c（B）未画出]．乙图为t₂时刻后改变反应条件，反应速率随时间的变化情况，在t₂、t₃、t₄、t₅时刻各改变一种不同的条件，已知t₃时刻为使用催化剂．

（1）若t₁=15s，则t₀～t₁阶段的反应速率为v（C）=0.02mol•L^-1s^-1．
（2）t₄时刻改变的条件为减小压强，该反应的逆反应为放热反应（填“吸热反应”或“放热反应”）． B的起始物质的量为2mol．
（3）图乙中共有Ⅰ～Ⅴ五处平衡，其平衡常数与Ⅰ处的平衡常数不相等的是Ⅴ（填“Ⅱ”、“Ⅲ”、“Ⅳ”或“Ⅴ”）．
（4）写出该反应的化学方程式2A（g）+B（g）?3C（g）．

Answer 1

分析 （1）根据v=$\frac{△c}{△t}$计算t₀～t₁阶段以C物质的浓度变化表示的反应速率；
（2）t₄～t₅阶段正逆反应速率减小且相等，如是降低温度，平衡移动发生移动，则正逆反应速率不相等，所以是减小了压强；
t₅时为升高温度，V_正＞V_逆，平衡正向移动，正反应方向为吸热反应，则逆反应方向为放热反应；
根据A、C浓度的变化判断二者计量数关系，根据t₄～t₅阶段判断化学方程式，然后根据化学方程式计算；
（3）平衡常数只受温度的影响，t₅时为升高温度；
（4）反应中A的浓度变化为：1mol/L-0.8mol/L=0.2mol/L，C的浓度变化为：0.6mol/L-0.3mol/L=0.3mol/L，反应中A与C的化学计量数之比为0.2：0.3=2：3，根据t₄～t₅阶段改变压强平衡不移动可知，该反应的方程式为：2A（g）+B（g）?3C（g）．

解答 解：（1）若t₁=15min，生成物C在t₀～t₁时间段的平均反应速率为：v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{（0.6-0.3）mol/L}{15s}$=0.02mol•L^-1 s^-1，
故答案为：0.02mol•L^-1 s^-1；
（2）t₄～t₅阶段改变条件后，正逆反应速率都减小且相等，所以不可能是降低温度，应该为减小压强；
t₅时为升高温度，V_正＞V_逆，平衡正向移动，正反应方向为吸热反应，则逆反应方向为放热反应；
容器的容积V=$\frac{4mol}{1mol/L}$=4L，反应中A的浓度变化为：1mol/L-0.8mol/L=0.2mol/L，C的浓度变化为：0.6mol/L-0.3mol/L=0.3mol/L，反应中A与C的化学计量数之比为0.2：0.3=2：3，根据t₄～t₅阶段改变压强平衡不移动可知，该反应的方程式为：2A（g）+B（g）?3C（g）；由方程式可知反应过程中消耗的B的物质的量为：（1mol/L-0.8mol/L）×$\frac{1}{2}$=0.1mol/L，所以B的起始浓度为：0.4mol/L+0.1mol/L=0.5mol/L，物质的量为0.5mol/L×4L=2mol；
故答案为：减小压强；放热反应； 2mol；
（3）平衡常数只受温度的影响，t₅时为升高温度，因此平衡常数与Ⅰ处的平衡常数不相等的是Ⅴ，
故答案为：Ⅴ；
（4）反应中A的浓度变化为：1mol/L-0.8mol/L=0.2mol/L，C的浓度变化为：0.6mol/L-0.3mol/L=0.3mol/L，反应中A与C的化学计量数之比为0.2：0.3=2：3，根据t₄～t₅阶段改变压强平衡不移动可知，该反应的方程式为：2A（g）+B（g）?3C（g），
故答案为：2A（g）+B（g）?3C（g）．

点评 本题考查了化学反应速率图象及其应用，难度中等，解题关键是明确影响化学反应速率、化学平衡的因素，注意书写化学方程式时要写可逆号．