Question

14．向某密闭容器中加入0.3molA、0.1molC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图甲所示[t₀～t₁阶段c（B）未画出]．附图乙为t₂时刻后改变条件平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件并且所用条件均不同．已知，t₃～t₄阶段为使用催化剂．下列说法正确的是（　　）

• A． 若t₁=15s，生成物C在t₀～t₁时间段的平均反应速率为0.004mol•L^-1•s^-1
• B． t₄～t₅阶段改变的条件为降低反应温度
• C． B的起始物质的量为0.02mol
• D． t₅～t₆阶段容器内A的物质的量减少0.03mol，而此过程中容器与外界的热交换总量为akJ，该反应的热化学方程式为3A（g）?B（g）+2C（g）△H=-100akJ•mol^-1

Answer 1

分析 t₃～t₄阶段为使用催化剂，t₄～t₅阶段改变条件平衡不移动，改变温度或某一组分浓度，平衡发生移动，故t₄时改变的条件为减小压强，说明反应前后气体的体积相等，且反应速率减小，应是降低压强．t₅时正逆反应速率都增大，应是升高温度，t₂时正、逆反应速率中只有其中一个增大，应是改变某一物质的浓度．
由图甲可知，t₁时到达平衡，△c（A）=0.09mol/L，△c（C）=0.06mol/L，二者化学计量数之比为0.09：0.06=3：2，则B为生成物，反应方程式为：3A（g）?B（g）+2C（g）．
A．根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（A）；
B．t₄～t₅阶段改变的条件是降低压强；
C．由方程式可知△c（B）=$\frac{1}{2}$△c（C），B的起始浓度=B的平衡浓度-△c（B），再根据n=cV计算；
D．t₅～t₆阶段为升高温度，容器内A的物质的量减少了0.03mol，说明平衡正向移动，正反应为吸热反应，
应是升高温度，3mol A反应放出的吸收的热量为akJ×$\frac{3mol}{0.03mol}$=100akJ，注明物质聚集状态与反应热书写热化学方程式．

解答 解：t₃～t₄阶段为使用催化剂，t₄～t₅阶段改变条件平衡不移动，改变温度或某一组分浓度，平衡发生移动，故t₄时改变的条件为减小压强，说明反应前后气体的体积相等，且反应速率减小，应是降低压强．t₅时正逆反应速率都增大，应是升高温度，t₂时正、逆反应速率中只有其中一个增大，应是改变某一物质的浓度．
由图甲可知，t₁时到达平衡，△c（A）=0.09mol/L，△c（C）=0.06mol/L，二者化学计量数之比为0.9：0.6=3：2，则B为生成物，反应方程式为：3A（g）?B（g）+2C（g）．
A．若t₁=15 s，t₀～t₁段△c（A）=0.9mol/L，则v（A）=$\frac{0.09mol/L}{15s}$=0.006mol/（L．s），故A错误；
B．t₄～t₅阶段改变的条件是降低压强，故B错误；
C．由方程式可知△c（B）=$\frac{1}{2}$△c（C）=0.03mol/L，B的起始浓度=0.05mol/L-0.03mol/L=0.02mol/L，该容器的容积为2 L，B的起始物质的量为2L×0.02mol/L=0.02 mol，故C正确；
D．t₅～t₆阶段为升高温度，容器内A的物质的量减少了0.03mol，说明平衡正向移动，正反应为吸热反应，
应是升高温度，3mol A反应放出的吸收的热量为akJ×$\frac{3mol}{0.03mol}$=100akJ，反应热化学方程式为：3A （g）?2C（g）+B（g）△H=+100akJ/mol，故D错误，
故选C．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、化学平衡图象、反应速率计算、热化学方程式书写等，关键是根据图象综合分析各阶段改变条件、确定反应方程式，题目难度中等．