Question

12．（ I ）向一體積不變的密閉容器中充入2mol A，0.6mol C和一定量的B三種氣體，一定條件下發(fā)生反應2A（g）+B（g）═3C（g），各物質(zhì)的濃度隨時間變化的關(guān)系如圖 1所示，其中t₀～t₁階段c（B）未畫出．圖2為反應體系中反應速率隨時間變化的情況且t₂，t₃，t₄各改變一種不同的條件．

（1）若t₁=15min，則t₀～t₁階段以C的濃度變化表示的反應速率v（C）=0.02mol/（L•min）．
（2）t₃時改變的條件為減小壓強或取出部分平衡混合氣體，B的起始物質(zhì)的量為1mol，
（3）t₄～t₅階段，若A的物質(zhì)的量減少了0.01mol，而此階段中反應體系吸收能量為a kJ，寫出此條件下該反應的熱化學方程式：2A（g）+B（g）?3C（g）△H=+200aKJ/mol．
（II）在容積可變的密閉容器中發(fā)生反應：mA（g）+nB（g）?pC（g），在一定溫度和不同壓強下達到平衡時，分別得到A的物質(zhì)的量濃度如下表

壓強p/Pa	2×105	5×105	1×106
c（A）/mol•L-1	0.08	0.20	0.44

（1）當壓強從2×10⁵ Pa增加到5×10⁵ Pa時，平衡不移動（填：向左，向右，不）
（2）維持壓強為2×10⁵ Pa，當反應達到平衡狀態(tài)時，體系中共有amol氣體，再向體系中加入bmolB，當重新達到平衡時，體系中氣體總物質(zhì)的量是a+bmol．
（3）當壓強為1×10⁶ Pa時，此反應的平衡常數(shù)表達式：$\frac{[C]{\;}^{p}}{[A]^{m}}$．

Answer 1

分析 （ I ）（1）t₀～t₁階段以c的濃度變化表示的反應速率V（C）=$\frac{△C}{△t}$計算C物質(zhì)反應速率；
（2）該反應的反應前后氣體體積不變，t₃時改變條件反應速率降低，平衡不移動，改變條件是減小壓強或取出部分混合氣體；同一可逆反應同一時間段內(nèi)各物質(zhì)的反應速率之比等于其計量數(shù)之比，據(jù)此計算B的平均反應速率，根據(jù)n=v△TV計算參加反應的B的物質(zhì)的量；
（3）t₄～t₅階段，若A的物質(zhì)的量減少了0.01mol，而此階段中反應體系吸收能量為a kJ，則參加反應的A的物質(zhì)的量為2mol時吸收熱量為200kJ，據(jù)此書寫熱化學反應方程式；
（Ⅱ）（1）根據(jù)壓強變化與濃度變化關(guān)系分析；
（2）反應前后氣體的物質(zhì)的量不變；
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析可知1×10⁶ Pa時物質(zhì)B不在是氣體，根據(jù)平衡常數(shù)的含義和方程式書寫．

解答 解：（ I ）（1）t₀～t₁階段以c的濃度變化表示的反應速率v（C）=$\frac{△C}{△t}$=$\frac{0.6-0.3}{15}$mol/（L．min）=0.02mol/（L．min），
故答案為：0.02 mol/（L•min）；
（2）該反應的反應前后氣體體積不變，t₃時改變條件反應速率降低，平衡不移動，改變條件是減小壓強，也可以取出部分平衡混合氣體，其平衡不移動，且反應速率降低；同一可逆反應同一時間段內(nèi)各物質(zhì)的反應速率之比等于其計量數(shù)之比，則B的反應速率=$\frac{1}{3}$v（C）=$\frac{1}{3}$×0.02mol/（L．min），反應開始時A的物質(zhì)的量為2mol，其濃度為1.0mol/L，則容器體積為2L，
參加反應的B的物質(zhì)的量n=v△TV=$\frac{1}{3}$v（C）=$\frac{1}{3}$×0.02mol/（L．min）×15min×2L=0.2mol，平衡時B的物質(zhì)的量=0.4mol/L×2L=0.8mol，則B的物質(zhì)的量=0.2mol+0.8mol=1mol，
故答案為：減小壓強或取出部分平衡混合氣體；1mol；
（3）t₄～t₅階段，若A的物質(zhì)的量減少了0.01mol，而此階段中反應體系吸收能量為a kJ，則參加反應的A的物質(zhì)的量為2mol時吸收熱量為200kJ，其熱化學反應方程式為2A（g）+B（g）?3C（g）△H=+200a KJ/mol，
故答案為：2A（g）+B（g）?3C（g）△H=+200a KJ/mol；
（Ⅱ）（1）由表格數(shù)據(jù)可知當壓強從2×10⁵Pa增大為5×10⁵Pa時，壓強增大2.5倍，體積變?yōu)?$\frac{1}{2.5}$倍，濃度由0.08增大為0.20mol•L^-1，也增大2.5倍，所以增大壓強平衡不移動，
故答案為：不；
（2）由（1）可知，增大壓強平衡不移動，所以反應前后氣體的物質(zhì)的量不變，所以當反應達到平衡狀態(tài)時，體系中共有amol氣體，再向體系中加入bmolB，當重新達到平衡時，體系中氣體總物質(zhì)的量是a+b，
故答案為：a+b；
（3）由表格數(shù)據(jù)可知當壓強從5×10⁵Pa增大為1×10⁶Pa時，壓強增大2倍，體積變?yōu)?$\frac{1}{2}$倍，濃度應該由0.20增大為0.40mol•L^-1，但是實際上A的濃度為0.44，說明平衡逆移，則反應前氣體的物質(zhì)的量小于反應后氣體的物質(zhì)的量，則反應物B不在是氣態(tài)，所以此反應的平衡常數(shù)表達式為K=$\frac{[C]{\;}^{p}}{[A]^{m}}$，
故答案為：$\frac{[C]{\;}^{p}}{[A]^{m}}$．

點評 本題考查化學平衡的計算，會根據(jù)圖象中反應速率隨時間變化確定改變的條件，知道化學反應速率的影響因素，知道容器體積的計算方法，為易錯點．