Question

4．T℃时，A气体与B气体反应生成C气体，反应过程中A、B、C浓度变化如图（Ⅰ）所示，若保持其他条件不变，温度分别为T₁和T₂时，B的体积分数与时间的关系如图（Ⅱ）所示．

根据以上条件，回答下列问题：
（1）A与B反应生成C的化学方程式为A（g）+3B（g）?2C（g），正反应为放热（填“吸热”或“放热”）反应．
（2）在密闭容器中，加入2mol A和6mol B．
①当反应达到平衡时，A和B的浓度比是1：3；A和B的转化率之比是7：15．
②升高平衡体系的温度（保持体积不变），混合气体的平均相对分子质量变小．（填“变大”、“变小”或“不变”）
③当达到平衡时，充入氩气，并保持压强不变，平衡将逆向（填“正向”、“逆向”或“不”）移动．

Answer 1

分析 （1）由图（Ⅰ）可知，A和B的物质的量浓度减小，C的物质的量浓度增加，则A、B为反应物，C为生成物，由反应的浓度的变化之比等于化学计量数之比判断反应的化学方程式；由图（Ⅱ）可知T₁＞T₂，升高温度B的体积分数增大，说明生成温度平衡向逆反应方向移动，据此判断该反应是吸热还是放热反应；
（2）①根据三步法计算；
②该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，气体的质量不变，物质的量变大，故平均相对分子质量变小；
③压强不变，充入氩气，体积变大，分压减小，平衡向气体体积增大的方向移动，即向逆向移动．

解答 解：（1）由图（Ⅰ）可知，A和B的物质的量浓度减小，C的物质的量浓度增加，则A、B为反应物，C为生成物，由反应的浓度的变化之比等于化学计量数之比可得：△c（A）：△c（B）：△c（C）=0.2mol/L：0.6mol/L：0.4mol/L=1：3：2，则反应的化学方程式为：A（g）+3B（g）?2C（g）；由图（Ⅱ）可知T₁＞T₂，升高温度B的体积分数增大，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，
故答案为：A（g）+3B（g）?2C（g）；放热；
（2）①根据三步法计算，
            A（g）+3B（g）?2C（g）
起始mol/L   0.5    0.7      0
变化mol/L   0.2    0.6      0.4
平衡mol/L   0.3    0.1      0.4
当反应达到平衡时，A和B的浓度比是3：1；A的转化率=$\frac{0.2}{0.5}×100%$，B的转化率=$\frac{0.6}{0.7}×100%$，A和B的转化率之比是7：15，故答案为：7：15；
②该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，气体的质量不变，物质的量变大，故平均相对分子质量变小，故答案为：变小；
③压强不变，充入氩气，体积变大，分压减小，平衡向气体体积增大的方向移动，即向逆向移动，故答案为：逆向．

点评 本题考查化学平衡图象问题，题目难度中等，解答该题时注意分析图象的曲线变化特点，由图象得出反应的化学方程式为解答该题的关键．