Question

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），各物質的濃度隨時間變化的關系如圖1所示，其中如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）=

 

．
（2）t₃時改變的條件為

 

，
B的起始物質的量為

 

．
（3）t₄～t₅階段，若A的物質的量減少了O．01mol，而此階段中反應體系吸收能量為akJ，寫出此條件下該反應的熱化學方程式：

 

．
（4）請在如圖3中定性畫出工業(yè)合成NH₃中H₂的逆反應速率（V）隨時間（t）變化關系的圖象．（其相應的變化特點為：t₁達到平衡，t₂降溫，t₃又達到平衡，t₄增大壓強，t₅再次達到平衡．）

Answer 1

考點：物質的量或濃度隨時間的變化曲線,化學平衡建立的過程,化學平衡的影響因素

專題：化學平衡專題

分析：（1）根據化學反應速率計算公式得到答案；
（2）圖2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；t₂～t₃和t₃～t₄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，t₂～t₃的平衡比原平衡的速率要快，而t₃～t₄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段為減壓或者取出平衡時混合氣體；反應物的濃度降低，生成物的濃度增大，結合圖1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，據此判斷B起始濃度；
（3）根據A的物質的量變化和熱量變化求出熱效應數值；
（4）根據不同時間段條件的變化畫出H₂的逆反應速率（V）隨時間（t）變化關系的圖象．

解答： 解：（1）15min內，以C濃度變化表示的反應速率為v（C）=

(0.6-0.3)mol/L

15min

=0.02 mol/（L?min），
故答案為：0.02 mol/（L?min）；
（2）t₂～t₃和t₃～t₄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，t₂～t₃的平衡比原平衡的速率要快，而t₃～t₄的速率又變慢，則前者應是加催化劑，因為條件只能用一次，t₃～t₄段為減壓或取出部分平衡混合氣體；
反應物的濃度降低，生成物的濃度增大，結合圖1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）=

1

2

△c（A）=

1

2

×0.2mol/L=0.1mol/L，起始2molA所對應的濃度為1mol/L，則體積應是

2mol

1mol/L

=2L，故B的起始物質的量為n（B）=（0.1mol/L+0.4mol/L）×2L=1mol，
故答案為：減小壓強或取出部分平衡混合氣體、1．O mol；
（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，t₄～t₅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；
（4）t₁達到平衡，則H₂的逆反應速率（V）不變；t₂降溫，則H₂的逆反應速率（V）降低；t₃又達到平衡，H₂的逆反應速率（V）不變；t₄增大壓強，H₂的逆反應速率（V）增大；t₅再次達到平衡，H₂的逆反應速率（V）不變，據此畫出圖象，為，
故答案為：．

點評：本題以圖象的形式考查影響化學反應速率以及化學平衡移動的因素，題目難度中等，注意等效平衡問題，為本題的難點，也是易錯點．