Question

8．在体积恒定的密闭容器中投入物质A和物质B在适宜的条件下发生反应：A（s）+2B（g）?2C（g）+D（g）
（1）下列能表示该反应已达平衡状态的是  BD
A．2v（B）_正=v（D）_逆
B．混合气体的密度保持不变
C．混合气体中B、C、D的浓度之比为2：2：1
D．混合气体的压强不随时间变化而变化
（2）相同的压强下，充入一定量的A、B后，在不同温度下C的百分含量与时间的关系如图1所示．则T₁＞T₂（填“＞”、“＜”或“=”），该反应的正反应的△H＞0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）若该反应的逆反应速率与时间的关系如2图所示：

①由图可见，反应在t₁、t₃、t₇时都达到了平衡，而t₂、t₈时都改变了条件，则t₈时改变的条件是使用催化剂．
②若t₄时降压，t₅时达到平衡，t₆时增大反应物的浓度，请在图中画出t₄～t₆时逆反应速率与时间的关系线．
（4）物质B在一定波长的光照射下发生分解反应，B的浓度随反应时间变化如图3所示，计算反应4～8min间的平均反应速率2.5mol•L^-1•min^-1，推测反应进行到16min时B的浓度约为2.5mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）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，据此解答；
（2）根据先拐先平衡，如图1T₁＞T₂，温度高C的百分含量也大，所以升温平衡向正反应方向移动，故正反应为吸热反应；
（3）①t₈后，正逆反应速率同等程度增大，反应前后气体体积不相同，只能是使用了催化剂；
②根据速率图象分析，根据t₄时降压，平衡正向移动，t₅时达到平衡，t₆时增大反应物的浓度，平衡正向移动，分析绘制图象；
（4）根据v=$\frac{△c}{△t}$计算反应4～8min间的平均反应速率；0～4 min期间，反应物浓度变化为（40-20）mol/L=20mol/L，4～8 min期间，反应物浓度变化为（20-10）mol/L=10μmol/L，可知，每隔4分钟，速率降为原来的一半，据此计算．

解答 解：（1）A．V_正（B）=2V_逆（D），说明正逆反应速率相等，才可以判断是否达到平衡状态，故A错误；
B．A为固体，反应正向进行时气体质量增大，密度增大，所以密度不变时反应达到平衡状态，故B正确；
C．混合气体中B、C、D的浓度之比为2：2：1不能说明正逆反应速率相等，不能判断是否达到平衡状态，故C错误；
D．该反应是一个反应前后气体体积改变的反应，混合气体的总压强不变，该反应达到平衡状态，故D正确；
故选：BD；
（2）根据先拐先平衡，如图1T₁＞T₂，温度高C的百分含量也大，所以升温平衡向正反应方向移动，故正反应为吸热反应，
故答案为：＞；＞；
（3）①t₈后，正逆反应速率同等程度增大，反应前后气体体积不相同，只能是使用了催化剂，
故答案为：使用催化剂；
②t₄时降压，则逆反应速率瞬间变小后逐渐增大，平衡正向移动，t₅时达到平衡逆反应速率不变，t₆时增大反应物的浓度，逆反应瞬间没变，但随后速率也会慢慢增加，所以请在图2中画出t₄～t₆时逆反应速率与时间的关系线如图：，
故答案为：；
（4）由图可知，4～8 min期间，反应物浓度变化为（20-10）mol/L=10mol/L，
所以4～8 min期间，反应速率为$\frac{10mol/L}{4min}$=2.5 mol/（L•min）；
由图可知，0～4 min期间，反应物浓度变化为（40-20）mol/L=20mol/L，4～8 min期间，反应物浓度变化为（20-10）mol/L=10mol/L，可知，每隔4分钟，浓度变化量降为原来的一半，所以8～12min浓度变化为5 mol/L，12～16min浓度变化为2.5 mol/L，
所以16min时浓度为10 mol/L-5 mol/L-2.5 mol/L=2.5 mol/L，
故答案为：2.5 mol/（L•min）；2.5 mol/L．

点评 本题考查了化学平衡状态的判断及有关计算，本题的亮点在于连续多个条件改变引起v-t图的变化，更有意思的是学生习惯于v_正、v_逆一起画，而本题只要求单画v_逆，这打破了考生的思维定势，对于学生在真正考中顺利解答此类问题有着积极的作用．