Question

5．在一密闭容器中发生反应A₂（g）+3B₂（g）?2AB₃（g）△H＜0，达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示：

回答下列问题：
（1）处于平衡状态的时间段是ACDF（填选项）．
A．t_0-t₁B．t_1-t₂C．t_2-t₃    D．t_3-t₄  E．t_4-t₅F．t_5-t₆
（2）t₁、t₃、t₄时刻分别改变的一个条件是填选项）．
A．增大压强        B．减小压强          C．升高温度
D．降低温度        E．加催化剂           F．充入氮气
t₁时刻C；t₃时刻E；t₄时刻B．
（3）如果在t₆时刻，从反应体系中分离出部分AB₃，t₇时刻反应达到平衡状态，请在图中画出反应速率的变化曲线．
（4）依据（2）中的结论，下列时间段中，AB₃的百分含量最高的是A（填选项）．
A．t₀-t₁     B．t₂-t₃  C．t₃-t₄     D．t₅-t₆
（5）一定条件下，合成AB₃反应达到平衡时，测得混合气体中AB₃的体积分数为20%，则反应后与反应前的混合气体体积之比为5：6．

Answer 1

分析 （1）由图可知，正逆反应相等时，为化学平衡状态；
（2）A₂（g）+3B₂（g）?2AB₃（g）△H＜0，为气体体积减小且放热的反应，结合t₁时速率均增大且逆反应速率大于正反应速率，t₃时正逆反应速率相等，t₄时速率均减小且逆反应速率大于正反应速率分析；
（3）在t₆时刻，从反应体系中分离出部分AB₃，t₇时刻反应达到平衡状态，则瞬间正反应速率不变，逆反应速率减小，平衡正向移动；
（4）结合反应特点可知，t₀-t₁为原平衡状态，t₂-t₃时平衡逆向移动达到平衡状态，t₃-t₄时平衡不移动，t₅-t₆时平衡逆向移动达到平衡状态；
（5）合成AB₃反应达到平衡时，测得混合气体中AB₃的体积分数为20%，结合反应及体积差计算．

解答 解：（1）由图可知，正逆反应相等时，为化学平衡状态，则ACDF，故答案为：ACDF；  
（2）A₂（g）+3B₂（g）?2AB₃（g）△H＜0，为气体体积减小且放热的反应，结合t₁时速率均增大且逆反应速率大于正反应速率，t₃时正逆反应速率相等，t₄时速率均减小且逆反应速率大于正反应速率，则改变的条件分别为C、E、B，故答案为：C；E；B；  
（3）在t₆时刻，从反应体系中分离出部分AB₃，t₇时刻反应达到平衡状态，则瞬间正反应速率不变，逆反应速率减小，平衡正向移动，则图中画出反应速率的变化曲线为，
故答案为：；
（4）结合反应特点可知，t₀-t₁为原平衡状态，t₂-t₃时平衡逆向移动达到平衡状态，t₃-t₄时平衡不移动，t₅-t₆时平衡逆向移动达到平衡状态，则原平衡状态时AB₃的百分含量最高，故答案为：A；
（5）合成AB₃反应达到平衡时，测得混合气体中AB₃的体积分数为20%，设平衡后体积为100L，则
A₂（g）+3B₂（g）?2AB₃（g）△n
1      3          2          2
                  20L        20L
则原混合气体的体积为100L+20L=120L，
则反应后与反应前的混合气体体积之比为100L：120L=5：6，
故答案为：5：6．

点评 本题考查化学反应速率及化学平衡，为高频考点，把握速率的影响因素、平衡移动及图象分析为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大．