Question

向一體積不變的密閉容器中加入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(yīng)，各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如圖一所示．圖二為t₂時(shí)刻后改變反應(yīng)條件，平衡體系中反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的情況，且四個(gè)階段都各改變一種不同的條件．已知t₃～t₄階段使用了催化劑；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(yīng)速率為υ（C）=

 

．
（2）t₄～t₅階段改變的條件為

 

，B的起始物質(zhì)的量為

 

．根據(jù)上圖數(shù)據(jù)，結(jié)合題給信息，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

；該反應(yīng)是

 

（選填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．從反應(yīng)開始到達(dá)第一次平衡時(shí)（t₁～t₂），反應(yīng)后與反應(yīng)前的壓強(qiáng)比為

 

．
（3）各階段平衡時(shí)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)如下表所示：

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

則K₂=

 

（保留兩位小數(shù)），K₁、K₂、K₃、K₄、K₅之間的關(guān)系為

 

（用“＞”、“＜”或“=”連接）．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的影響因素,反應(yīng)速率的定量表示方法,化學(xué)平衡常數(shù)的含義

專題：化學(xué)平衡專題,化學(xué)反應(yīng)速率專題

分析：（1）根據(jù)v=

△c

△t

計(jì)算v（C）；
（2）圖二是在四種不同情況下影響化學(xué)的平衡，而影響平衡的因素有：濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑；t₃～t₄和t₄～t₅這兩段平衡是不移動(dòng)的，則只能是壓強(qiáng)和催化劑影響的，因此應(yīng)該推斷該反應(yīng)為等體積變化的反應(yīng)，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(yīng)是加催化劑，因?yàn)闂l件只能用一次，t₄～t₅段為減壓；
反應(yīng)物的濃度降低，生成物的濃度增大，結(jié)合圖一可知，A為反應(yīng)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(yīng)為等體積變化的反應(yīng)，所以B為反應(yīng)物，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的速率之比等于化學(xué)方程式前的計(jì)量系數(shù)比，寫出該反應(yīng)的方程式為2A（g）+B（g） 3C（g），依此得出B的起始物質(zhì)的量；t₅-t₆ 階段為升高溫度，v（正）＞（逆），平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)；
（3）根據(jù)平衡常數(shù)，平衡移動(dòng)解答K₁、K₂、K₃、K₄、K₅之間的關(guān)系．

解答： 解：（1）15min內(nèi)，以C濃度變化表示的反應(yīng)速率為v（C）=

0.6mol/L-0.3mol/L

15min

=0.02 mol/（L?min），
故答案為：0.02 mol/（L?min）；
（2）t₃～t₄和t₄～t₅這兩段平衡是不移動(dòng)的，則只能是壓強(qiáng)和催化劑影響的，因此應(yīng)該推斷該反應(yīng)為等體積變化的反應(yīng)，
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(yīng)是加催化劑，因?yàn)闂l件只能用一次，故t₄～t₅段為減壓；
反應(yīng)物的濃度降低，生成物的濃度增大，結(jié)合圖一可知，A為反應(yīng)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(yīng)為等體積變化的反應(yīng)，所以B為反應(yīng)物，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的速率之比等于化學(xué)方程式前的計(jì)量系數(shù)比，該反應(yīng)的方程式為2A（g）+B（g） 3C（g），所以，△c（B）=0.5△n（A）=0.5×0.2mol/L=0.1mol/L，起始2molA所對(duì)應(yīng)的濃度為1mol/L，則體積應(yīng)是

2mol

1mol/L

=2L，故B的起始物質(zhì)的量為n（B）=（0.1mol/L+0.4mol/L）×2L=1mol；
t₅-t₆ 階段為升高溫度，v（正）＞（逆），平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)，故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；
2A（g）+B（g） 3C（g），該反應(yīng)前后，壓強(qiáng)保持不變，故反應(yīng)后與反應(yīng)前的壓強(qiáng)比為1：1，
故答案為：減壓；1mol；2A（g）+B（g） 3C（g）；吸熱；1：1；
（3）t₁-t₂段，處于平衡狀態(tài)，c（A）_平衡=0.8mol/L，c（B）_平衡=0.4mol/L，c（C）_平衡=0.6mol/L，
K₁=

c3(C)

c2(A)?c(B)

=

0.6×0.6×0.6

0.8×0.8×0.4

=0.84，
t₂-t₃段，為改變濃度，平衡移動(dòng)，平衡常數(shù)不變，K₂=0.84，
t₃-t₄段，使用催化劑，加快反應(yīng)，平衡常數(shù)不變，K₃=0.84，
t₄-t₅段，為降低壓強(qiáng)，反應(yīng)速率降低，平衡不移動(dòng)，平衡常數(shù)不變，K₄=0.84，
t₅-t₆段，為升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)增大，
故 K₁=K₂=K₃=K₄＜K₅，
故答案為：0.84；K₁=K₂=K₃=K₄＜K₅．

點(diǎn)評(píng)：本題以圖象的形式考查影響化學(xué)反應(yīng)速率以及化學(xué)平衡移動(dòng)的因素，難度中等．注意平衡常數(shù)問(wèn)題，為本題的難點(diǎn)，也是易錯(cuò)點(diǎn)．