Question

【題目】向一體積不變的密閉容器中加入2mol A、0.6molC和一定量的B三種氣體。一定條件下發生反應，各物質濃度隨時間變化如圖一所示。圖二為t2時刻后改變反應條件，平衡體系中反應速率隨時間變化的情況，且四個階段都各改變一種不同的條件．已知t3-t4階段為使用催化劑；圖一中t0-t1階段c(B)未畫出。

（1）若t1=15min，則t0-t1階段以C濃度變化表示的反應速率為v(C)=___________．

（2）t4-t5階段改變的條件為____________，B的起始物質的量為____________。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

K1、K2、K3、K4、K5之間的關系為____________(用“>”、“<”或“=”連接)。

（3）t5-t6階段保持容器內溫度不變，若A的物質的量共變化了0.01mol，而此過程中容器與外界的熱交換總量為akJ，寫出此溫度下該反應的熱化學方程式____________。

Answer 1

【答案】（1）0.02mol/(L·min)；

（2）減小壓強，1.0mol，K1=K2=K3=K4<K5；

（3）2A(g)+B(g) 3C(g) △H=+200akJ/mol。

【解析】

試題分析：（1）15min內，以C濃度變化表示的反應速率為v(C)==0.02 mol/(Lmin)，故答案為：0.02 mol/(Lmin)；

（2）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，結合圖一可知，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，該反應的方程式為2A(g)+B(g) 3C(g)，所以，△c(B)=△n(A)=×0.2mol/L=0.1mol/L，起始2molA所對應的濃度為1mol/L，則體積應是=2L，故B的起始物質的量為n(B)=(0.1mol/L+0.4mol/L)×2L=1mol，t1-t2段，處于平衡狀態，c(A)平衡=0.8mol/L，c(B)平衡=0.4mol/L，c(C)平衡=0.6mol/L，K1===0.84，t2-t3段，為改變濃度，平衡移動，平衡常數不變，K2=0.84，t3-t4段，使用催化劑，加快反應，平衡常數不變，K3=0.84，t4-t5段，為降低壓強，反應速率降低，平衡不移動，平衡常數不變，K4=0.84，t5-t6段，為升高溫度，平衡向正反應方向移動，平衡常數增大，故 K1=K2=K3=K4＜K5，故答案為：減小壓強；1.0mol；K1=K2=K3=K4＜K5；

（3）根據方程式計算，若A的物質的量共變化了0.01mol，而此過程中容器與外界的熱交換總量為a kJ，則反應2molA時，交換熱量200akJ，而由圖象可知，t5～t6階段應為升高溫度，正反應速率大于逆反應速率，平衡向正反應方向移動，則正反應為吸熱反應，所以熱化學方程式為2A(g)+B(g) 3C(g)△H=+200a kJ/mol，故答案為：2A(g)+B(g) 3C(g)△H=+200a kJ/mol。