Question

19．在容积为2L的密闭容器中，进行反应：A（g）+2B（g）?C（g）+D（g）在不同温度下，D的物质的量n（D）和时间t的关系如图所示．试回答下列问题：
（1）800℃时，0-5min内，以B的浓度变化表示的平均反应速率为0.12mol•L^-1•min^-1．
（2）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是ab．
a．容器中压强不变            b．混合气体中c（A）不变
c．2v_正（B）=v_逆（D）        d．混合气体的密度不变
（3）若最初加入1.0molA和2.2molB，利用图中数据计算800℃时的平衡常数K=1.8，该反应的正反应为吸热反应（填“吸热”或“放热”）．

Answer 1

分析 （1）根据图象中800℃时，0-5min内D的物质的量的变化，求出B的变化，再求出B的反应速率；
（2）当化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理性不变，据此判断；
（3）若最初加入1.0molA和2.2molB，利用三段式求出平衡时的物质的量及浓度，再根据平衡常数表达式计算；根据图象中温度对平衡的影响分析．

解答 解：（1）由图象可知，800℃时，0-5min内D的物质的量的变化为0.6mol，则参加反应的B的物质的量为1.2mol，则v（B）=$\frac{\frac{n}{V}}{t}$=$\frac{\frac{1.2mol}{2L}}{5min}$=0.12mol•L^-1•min^-1，
故答案为：0.12mol•L^-1•min^-1；
（2）a．根据方程式可知，反应后气体的物质的量减小，压强减小，当容器中压强不变时，即是平衡状态，故a正确；
b．混合气体中c（A）不变时，则A的正逆反应速率相等，是平衡状态，故b正确；
c．不同物质表示反应速率时，正逆反应速率之比等于化学计量数之比是平衡状态，则v_正（B）=2v_逆（D）是平衡状态，故c错误；
d．混合气体的密度一直不变，所以不一定达到平衡状态，故d错误；
故答案为：ab；
（3）若最初加入1.0molA和2.2molB，设参加反应的A为nmol，
                 A（g）+2B（g）?C（g）+D（g）
初始的量：（mol）  1.0    2.2       0     0 
反应的量：（mol）   n     2n        n      n
平衡的量：（mol）  1-n   2.2-2n     n      n
由图象可知平衡时D的物质的量为0.6mol，即n=0.6mol，则平衡时c（A）=$\frac{1-n}{V}$=0.2mol/L，c（B）=$\frac{2.2-2n}{V}$=0.5mol/L，
c（C）=c（D）=$\frac{0.6mol}{2L}$=0.3mol/L，则K=$\frac{0.3×0.3}{0.2×0．{5}^{2}}$=1.8，
由图象可知，800℃时D的物质的量大于700℃时D的物质的量，说明温度越高，D的物质的量越大，则升高温度平衡正移，所以正方向为吸热方向，故答案为：1.8；吸热．

点评 本题考查了平衡状态的判断，反应速率的计算，外界条件对平衡的影响，平衡常数的计算，涉及的知识点较多，题目难度中等．