Question

8．已知A（g）+xB（g）?2C（g），一定温度下，某密闭容器中充入等物质的气体A和B发生上述反应，达到平衡后，只改变反应的一个条件，测得容器内有关物质的浓度、反应速率随时间变化的关系如图所示．

请回答下列问题：
（1）x=1．0-20min内用B的浓度变化表示的平均反应速率为0.05mol/（L•min），在左图中补充缺失的物质在0-30min内浓度变化曲线．一定条件下，当v_正（B）：v_逆（C）=1：2时的状态即为化学平衡状态．
（2）20min～30min内该反应的化学平衡常数为4，若25min，35min，55min时时的化学平衡常数分别为K₁，K₂，K₃，则三者大小关系为：K₁=K₂＜K₃
（3）已知A（g）+xB（g）?2C（g）△H=-QkJ/mol，该反应生成2molC时放出（填“放出”或“吸收”）等于（填“大于”“小于”或“等于”）QkJ的热量．

Answer 1

分析 （1）由图象可知，30min时瞬间浓度增大相同的倍数，正、逆反应速率增大相同倍数，反应仍处于平衡状态，故不能是温度变化，而是压缩体积增大压强，平衡不移动，则1+x=2，故x=1；
由图可知20min内A、B浓度变化量均为1mol/L，根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（B）；
A、B起始浓度相同，反应按1：1反应，故A、B浓度变化曲线重合；
可能反应到达平衡时，不同物质表示的正逆速率之比等于化学计量数之比；
（2）20min～30min内平衡时A、B浓度均为1mol/L，C的浓度为2mol/L，代入平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（C）}{c（A）×c（B）}$计算；
25min、35min温度相同，平衡常数相同，40min时反应速率减低，而C的浓度增大、A或B的浓度减小，平衡向正反应进行，而反应前后气体体积不变，应是降低温度，平衡常数增大；
（3）A（g）+xB（g）?2C（g）△H=-QkJ/mol表示该反应生成2molC时放出QkJ的热量．

解答 解：（1）由图象可知，30min时瞬间浓度增大相同的倍数，正、逆反应速率增大相同倍数，反应仍处于平衡状态，故不能是温度变化，而是压缩体积增大压强，平衡不移动，则1+x=2，故x=1；
由图可知20min内A、B浓度变化量均为1mol/L，则v（B）=$\frac{1mol/L}{20min}$=0.05mol/（L•min）；
A、B起始浓度相同，反应按1：1反应，故A、B浓度变化曲线重合，；
可能反应到达平衡时，不同物质表示的正逆速率之比等于化学计量数之比，即v_正（B）：v_逆（C）=1：2，
故答案为：1；0.05mol/（L•min）；；1：2；
（2）20min～30min内平衡时A、B浓度均为1mol/L，C的浓度为2mol/L，平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（C）}{c（A）×c（B）}$=$\frac{{2}^{2}}{1×1}$=4，
20～30 min改变的条件是降低压强，故25 min、35 min是温度相同，平衡常数相同，故K₂=K₁，40min时反应速率减低，而C的浓度增大、A或B的浓度减小，平衡向正反应进行，而反应前后气体体积不变，应是降低温度，平衡正向进行，55min时处于平衡状态，平衡常数K₃增大，所以K₁=K₂＜K₃；
故答案为：4；K₁=K₂＜K₃；
（3）A（g）+xB（g）?2C（g）△H=-QkJ/mol表示该反应生成2molC时放出QkJ的热量，故答案为：放出；等于．

点评 本题考查化学平衡图象问题、化学平衡常数、反应速率计算、热化学方程式等，题目难度中等，根据图象浓度的变化以及反应速率的变化判断x=1是关键，难度中等．