Question

在容积为2L的密闭容器中，进行反应：A（g）+2B（g）C（g）+D（g）
在不同温度下，D的物质的量n（D）和时间t的关系如图所示．试回答下列问题：
（1）800℃时，0-5min内，以B的浓度变化表示的平均反应速率为

 

．
（2）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是

 

．
a．容器中压强不变
b．混合气体中c（A）不变
c．2v_正（B）=v_逆（D）
d．A、B、C、D四者共存
（3）该反应的正反应为

 

反应（填吸热或放热）；判断的理由是

 

．
（4）若最初加入1.0molA和2.2molB，利用图中数据计算800℃时的平衡常数K（要求有计算过程）．

Answer 1

分析：（1）根据图象中800℃时，0-5min内D的物质的量的变化，求出B的变化，再求出B的反应速率；
（2）当化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理性不变，据此判断；
（3）根据图象中温度对平衡的影响分析；
（4）若最初加入1.0molA和2.2molB，利用三段式求出平衡时的物质的量及浓度，再根据平衡常数表达式计算．

解答：解：（1）由图象可知，800℃时，0-5min内D的物质的量的变化为0.6mol，则参加反应的B的物质的量为1.2mol，则v（B）=

n V

t

=

1.2mol 2L

5min

=0.12mol?L^-1?min^-1，
故答案为：0.12mol?L^-1?min^-1；
（2）a．根据方程式可知，反应后气体的物质的量减小，压强减小，当容器中压强不变时，即是平衡状态，故a正确；
b．混合气体中c（A）不变时，则A的正逆反应速率相等，是平衡状态，故b正确；
c．不同物质表示反应速率时，正逆反应速率之比等于化学计量数之比是平衡状态，则v_正（B）=2v_逆（D）是平衡状态，故c错误；
d．当反应开始后，A、B、C、D四者共存，但平衡不一定达到平衡状态，故d错误；
故答案为：ab；
（3）由图象可知，800℃时D的物质的量大于700℃时D的物质的量，说明温度越高，D的物质的量越大，则升高温度平衡正移，所以正方向为吸热方向，
故答案为：吸热；温度高，D的含量大，依据勒夏特列原理，升温有利于吸热反应；
（4）若最初加入1.0molA和2.2molB，设参加反应的A为nmol，
                 A（g）+2B（g）?C（g）+D（g）
初始的量：（mol）  1.0    2.2       0     0 
反应的量：（mol）   n     2n        n      n
平衡的量：（mol）  1-n   2.2-2n     n      n
由图象可知平衡时D的物质的量为0.6mol，即n=0.6mol，则平衡时c（A）=

1-n

V

=0.2mol/L，c（B）=

2.2-2n

V

=0.5mol/L，
c（C）=c（D）=

0.6mol

2L

=0.3mol/L，则K=

0.3×0.3

0.2×0．52

=1.8，
答：800℃时的平衡常数K为1.8．

点评：本题考查了平衡状态的判断，反应速率的计算，外界条件对平衡的影响，平衡常数的计算，涉及的知识点较多，题目难度中等．