Question

向一定體積的密閉容器中加入1mol A、0.3mol C和一定量的B三種氣體．一定條件下發(fā)生反應，各物質濃度隨時間變化如圖（Ⅰ）所示，其中t₀～t₁階段c（B）未畫出．圖（Ⅱ）為t₂時刻后改變反應條件，化學反應速率隨時間變化的情況，四個階段改變的條件均不相同，每個階段只改變濃度、溫度、壓強、催化劑中的一個條件，其中t₃～t₄階段為使用催化劑．

請回答下列問題：
（1）若t₁=15min，則t₀～t₁階段以C物質的濃度變化表示的反應速率為

 

．
（2）t₄～t₅階段改變的條件為

 

，B的起始物質的量濃度為

 

，該反應的方程式為

 

．
（3）各階段平衡時對應的平衡常數如下表所示：

t1～t2	t2～t3	t3～t4	t4～t5	t5～t6
K1	K2	K3	K4	K5

則K₁=

 

（保留兩位小數），K₁、K₂、K₃、K₄、K₅之間的關系為（用“＞”、“＜”或“=”連接）：

 

．
（4）在相同條件下，若起始時容器中加入0.2mol A、0.1mol B和0.6mol C，則起始時反應

 

（填“向正反應方向進行”、“向逆反應方向進行”或“處于平衡狀態(tài)”），C的平衡濃度為

 

．

Answer 1

考點：物質的量或濃度隨時間的變化曲線,化學反應速率變化曲線及其應用

專題：化學平衡專題

分析：（1）依據圖象中 C的濃度變化結合化學反應速率概念計算得到，v=

△c

△t

；
（2）圖Ⅱ是在四種不同情況下影響化學的平衡，而影響平衡的因素有：濃度、溫度、壓強、催化劑；
t₃～t₄和t₄～t₅這兩段平衡是不移動的，則只能是壓強和催化劑影響的，因此應該推斷該反應為等體積變化的反應，
t₃～t₄的平衡比原平衡的速率要快，而t₄～t₅的速率又變慢，則前者應是加催化劑，因為條件只能用一次，t₄～t₅段為減壓；
反應物的濃度降低，生成物的濃度增大，結合圖Ⅰ可知，A為反應物，C為生成物，A的變化為0.2mol/L，C的變化量為0.3mol/L．又由于該反應為等體積變化的反應，所以B為反應物，根據化學反應的速率之比等于化學方程式前的計量系數比，寫出該反應的方程式為2A（g）+B（g））?3C（g），起始1molA所對應的濃度為1mol/L，則體積應是1L，依據平衡三段式列式計算得到B的起始濃度；t₅-t₆ 階段為升高溫度，v（正）＞（逆），平衡向正反應方向移動，升高溫度平衡向吸熱方向移動；
（3）根據平衡常數，平衡移動解答K₁、K₂、K₃、K₄、K₅之間的關系；
（4）比較濃度商和平衡常數的大小，來確定移動方向和求出C的濃度．

解答： 解：（1）30min內，以C濃度變化表示的反應速率為v（C）=

0.6mol/L-0.3mol/L

15min

=0.02mol/（L?min）；
故答案為：0.02mol/（L?min）； 
（2）圖Ⅱ是在四種不同情況下影響化學的平衡，而影響平衡的因素有：濃度、溫度、壓強、催化劑； t₃～t₄和t₄～t₅這兩段平衡是不移動的，則只能是壓強和催化劑影響的，因此應該推斷該反應為等體積變化的反應，
t₃～t₄的平衡比原平衡的速率要快，而t₄～t₅的速率又變慢，則前者應是加催化劑，因為條件只能用一次，t₄～t₅段為減壓；
反應物的濃度降低，生成物的濃度增大，結合圖Ⅰ可知，A為反應物，C為生成物，A的變化為0.2mol/L，C的變化量為0.3mol/L．又由于該反應為等體積變化的反應，所以B為反應物，根據化學反應的速率之比等于化學方程式前的計量系數比，寫出該反應的方程式為2A（g）+B（g））?3C（g），
起始2molA所對應的濃度為1mol/L，則體積應是2L，則
             2A（g）+B（g）?3C（g），
起始量（mol/L） 1     c        0.3
變化量（mol/L） 0.2   0.1       0.3
平衡量（mol/L） 0.8  0.4      0.6
c（B）=0.5mol/L；
故答案為：減小壓強；0.5 mol?L^-1；2A+B?3C；
（3）平衡常數K₁=

c3(C)

c2(A)?c(B)

=

0．63

0．82×0.4

=0.84，t₅-t₆ 階段為升高溫度，v（正）＞（逆），平衡向正反應方向移動，升高溫度平衡向吸熱方向移動，反應時吸熱反應；根據平衡常數隨溫度變化，K₁、K₂、K₃、K₄、K₅之間的關系為K₁=K₂=K₃=K₄＜K₅，
故答案為：0.84；K₁=K₂=K₃=K₄＜K₅；
（4）Qc=

( 0.6 1 )3

( 0.2 1 )2× 0.1 1

＞0.84，所以反應向逆反應方向進行，
                2A（g）+B（g）?3C（g），
起始量（mol/L） 0.2     0.1       0.6
變化量（mol/L） 2x       x         3x
平衡量（mol/L） 0.2-2x  0.1-x     0.6-3x 
  所以：K=

(0.6-3x )3

(0.2-2x)2×(0.1-x)

=0.84
解之得：x=1，所以C的平衡濃度為 0.3mol?L^-1，
故答案為：反應向逆反應方向進行；0.3mol?L^-1．

點評：本題考查了化學反應平衡影響因素的分析判斷，圖象分析理解，熱化學方程式的書寫，平衡計算的應用，注意平衡常數隨溫度變化，題目難度中等．