Question

【题目】向一体积不变的密闭容器中加入2mol A、0.6molC和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图一所示。图二为t2时刻后改变反应条件，平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件．已知t3-t4阶段为使用催化剂；图一中t0-t1阶段c(B)未画出。

（1）若t1=15min，则t0-t1阶段以C浓度变化表示的反应速率为v(C)=___________．

（2）t4-t5阶段改变的条件为____________，B的起始物质的量为____________。各阶段平衡时对应的平衡常数如下表所示：

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

K1、K2、K3、K4、K5之间的关系为____________(用“>”、“<”或“=”连接)。

（3）t5-t6阶段保持容器内温度不变，若A的物质的量共变化了0.01mol，而此过程中容器与外界的热交换总量为akJ，写出此温度下该反应的热化学方程式____________。

Answer 1

【答案】（1）0.02mol/(L·min)；

（2）减小压强，1.0mol，K1=K2=K3=K4<K5；

（3）2A(g)+B(g) 3C(g) △H=+200akJ/mol。

【解析】

试题分析：（1）15min内，以C浓度变化表示的反应速率为v(C)==0.02 mol/(Lmin)，故答案为：0.02 mol/(Lmin)；

（2）t3～t4和t4～t5这两段平衡是不移动的，则只能是压强和催化剂影响的，因此应该推断该反应为等体积变化的反应，t3～t4的平衡比原平衡的速率要快，而t4～t5的速率又变慢，则前者应是加催化剂，因为条件只能用一次，t4～t5段为减压。反应物的浓度降低，生成物的浓度增大，结合图一可知，A为反应物，C为生成物，A的变化为0.2mol/L，C的变化量为0.3mol/L．又由于该反应为等体积变化的反应，所以B为反应物，根据化学反应的速率之比等于化学方程式前的计量系数比，该反应的方程式为2A(g)+B(g) 3C(g)，所以，△c(B)=△n(A)=×0.2mol/L=0.1mol/L，起始2molA所对应的浓度为1mol/L，则体积应是=2L，故B的起始物质的量为n(B)=(0.1mol/L+0.4mol/L)×2L=1mol，t1-t2段，处于平衡状态，c(A)平衡=0.8mol/L，c(B)平衡=0.4mol/L，c(C)平衡=0.6mol/L，K1===0.84，t2-t3段，为改变浓度，平衡移动，平衡常数不变，K2=0.84，t3-t4段，使用催化剂，加快反应，平衡常数不变，K3=0.84，t4-t5段，为降低压强，反应速率降低，平衡不移动，平衡常数不变，K4=0.84，t5-t6段，为升高温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，故 K1=K2=K3=K4＜K5，故答案为：减小压强；1.0mol；K1=K2=K3=K4＜K5；

（3）根据方程式计算，若A的物质的量共变化了0.01mol，而此过程中容器与外界的热交换总量为a kJ，则反应2molA时，交换热量200akJ，而由图象可知，t5～t6阶段应为升高温度，正反应速率大于逆反应速率，平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，所以热化学方程式为2A(g)+B(g) 3C(g)△H=+200a kJ/mol，故答案为：2A(g)+B(g) 3C(g)△H=+200a kJ/mol。