Question

向某密閉容器中加入0.3mol A、0.1mol C和一定量的氣體B三種氣體，在一定條件下發生反應，各物質濃度隨時間變化如下面左圖所示。下面右圖為t₂時刻后改變容器中條件，平衡體系中速率隨時間變化的情況且t₂—t₅四個階段都各改變一種條件，所用條件均不同。t₃—t₄階段為使用催化劑。

（1）若t₁＝15s，則t₀—t₁階段以C濃度變化表示的反應速率為v（C）＝        mol/(L?s)；
（2）若t₂—t₃階段，C的體積分數變小，此階段v正    v逆(填“大于”、“小于”或“等于”)
（3）B的起始物質的量為                        mol；
（4）t₁時刻，平衡常數K＝         ；
（5）t₅—t₆階段容器內A的物質的量共減小0.03mol，而此過程中容器與外界的熱交換總量為a KJ，寫出該反應的熱化學方程式                             ；
（6）若t₂時刻后圖像變化如下圖，則改變條件為                       
  
a．恒溫恒壓下，按照2：1比例充入任意量的B和C
b．恒溫恒壓下，加入0.24mol A、0.06mol B和0.14mol C
c．恒溫恒壓下，加入0.12mol A、0.1mol B和0.22mol C
d．恒溫恒壓下，加入0.14mol B和0.30mol C

Answer 1

（1）0.004（2）小于（3）0.04（4）2.80
（5）3A(g)B(g)+2C(g) ΔH＝+100a kJ?mol^-1（6）bd

試題分析：（1）若t₁=15s，生成物C在t₀～t₁時間段的平均反應速率v==mol/(L?s)=0.004mol/(L?s)；（2）由題意知，t₃～t₄階段與t₄～t₅階段正逆反應速率都相等，而t₃～t₄階段為使用催化劑，如t₄～t₅階段改變的條件為降低反應溫度，平衡移動發生移動，則正逆反應速率不相等，則t₄～t₅階段應為減小壓強；反應中A的濃度變化為0.15mol/L-0.06mol/L=0.09mol/L，C的濃度變化為0.11mol/L-0.05mol/L=0.06mol/L，反應中A與C的計量數之比為0.09：0.06=3：2，則該反應中氣體的化學計量數之和前后相等，則有：3A（g）B（g）+2C（g），若t₂—t₃階段，C的體積分數變小，說明反應向逆反應方向進行，則v正<v逆；（3）根據方程式可知消耗0.09mol/L的A，則生成0.03mol/L的B，容器的體積為=2L，生成B的物質的量為0.03mol/L×2L=0.06mol，平衡時B的物質的量為0.05mol/L×2L=0.1mol，所以起始時B的物質的量為0.1mol-0.06mol=0.04mol；（4）在t1時刻，c(A)=0.06 mol/L，c(B)=0.05 mol/L，c(C)=0.11 mol/L，故平衡常數K===2.80；（5）反應的方程式為3A(g)B(g)+2C(g)，A的物質的量減少0.03mol，而此過程中容器與外界的熱交換總量為akJ，則A的物質的量減少3mol，與外界的熱交換總量為100akJ，根據圖象可知t₅～t₆階段應為升高溫度，A的物質的量減少，說明反應向正反應方向移動，則正反應吸熱，故該反應的熱化學方程式為3A(g)B(g)+2C(g)，△H=+100akJ?mol^-1；（6）恒溫恒壓下反應圖像變化達到平衡，一種反應速率瞬間減小，一種瞬間增大，最后達到平衡，3A(g)B(g)+2C(g)，則a不符，d符合，c不符，b符合