题目内容

【题目】一定条件下,在体积为5 L的密闭容器中,A、B、C三种气体的物质的量n(mo1)随时间t(min)的变化如图所示。

(1)该反应的化学方程式为________,在此条件下,下列各项能说明该反应达到平衡状态的是__。

A.混合气体的压强不变 B.混合气体的密度不变

C.混合气体的总物质的量不变 D.混合气体的平均相对分子质量不变

E.C的体积分数不变

(2)该反应的反应速率υ随时间t的关系如图所示:

①根据图判断,在t3时刻如何改变外界条件的_____。

②a、b、c三点中,C的体积分数最大的是________。

③各阶段的平衡常数如下表所示:则K1、K2、K3之间的关系为_______(用“”、“”或“=”连接)。

t2~t3

t4~t5

t5~t6

K1

K2

K3

【答案】A+2B2C ACDE 升高温度 a K1>K2=K3

【解析】

(1)根据图象可知A、B为反应物,C为生成物,根据物质的量的变化量之比等于化学计量数之比书写正确的方程式,并根据压强、密度、相对分子质量的规律判断反应是否达到平衡状态;

(2)①由图象可知,在t3时刻改变条件后反应速率加快,平衡逆向移动;

②t3时刻平衡逆向移动,t5时刻正逆反应速率均加快且平衡不移动;;

③根据图像可知t3时刻升高温度, t5时刻加入催化剂,据此判断K1、K2、K3之间的关系。

(1)A的物质的量的变化量为0.3mol,B的物质的量的变化量为0.6mol,C的物质的量的变化量为0.6mol,物质的量的变化量之比为1:2:2,因此方程式为:A+2B2C;

A.该反应为非等体积反应,当混合气体的压强不发生变化时,反应达到了平衡状态;

B.混合气体的质量不变,体积不变,密度始终不变,不能证明反应达到平衡状态;

C. 反应为非等体积反应,当混合气体的总物质的量不变时,反应达到了平衡状态;

D. 非等体积反应,混合气体的平均相对分子质量不变,说明反应到到了平衡状态;

E. C的体积分数不变,说明反应达到平衡状态;

答案选ACDE;

(2)①在t3时刻改变条件后正、逆反应速率都加快,平衡逆向移动,因此改变的条件为升高温度;

②t3时刻平衡逆向移动,C的体积分数减小,t5时刻正逆反应速率均加快且平衡不移动,因此C的体积分数最大的是a;

③根据图像可知t3时刻升高温度,平衡逆向移动,正向为放热反应,因此K1>K2,t5时刻加入催化剂,平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,因此有K2=K3,则K1、K2、K3之间的关系为:K1>K2=K3。

化学反应

mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)

是否平衡

正、逆反应速率之间的关系

①单位时间内消耗了m mol A,同时也生成了m mol A

平衡

②单位时间内消耗了n mol B,同时也消耗了p mol C

平衡

③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q

不一定平衡

④单位时间内生成了n mol B,同时也消耗了q mol D

不一定平衡

混合气体的平均相对分子质量

①平均相对分子质量一定,且m+n≠p+q

平衡

②平均相对分子质量一定,且m+n=p+q

不一定平衡

气体密度(ρ)

①只有气体参加的反应,密度保持不变(恒容密闭容器中)

不一定平衡

②m+n≠p+q时,密度保持不变(恒压容器中)

平衡

③m+n=p+q时,密度保持不变(恒压容器中)

不一定平衡

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