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3.一定温度下,某可逆反应在某体积为5L的密闭容器中进行,在从0-3分钟各物质的量的变化情况如图所示(A,B,C均为气体)
(1)该反应的化学方为2A(g)+B(g)?2C(g);
(2)0-2min內B的速率0.1mol/(L•min),A的转化率为40%
(3)在一定温度下,体积不变的密闭容器中,上述反应达到平衡的标志是C(填字母)
A.气体总质量保持不变             B.A、B、C的浓度都相等
C.A、B、C的浓度不再发生变化    D.A、B、C的分子数之比为2:1:2
E.正反应和逆反应都已停止        F.容器内气体密度不再发生变化
(4)反应达到平衡后将容器的容积压缩到原来的$\frac{1}{2}$,其他条件不变,对体系产生的影响是D、E(填字母序号).
A.c(A)减小  B.正反应速率加快,逆反应速率减慢    C.平衡常数K增大
D.C的物质的量增加       E.平衡向正方向移动.

分析 (1)根据图象分析,A与B为反应物,随着反应的进行,物质的量减少,C为生成物,随着反应的进行,物质的量增多,根据反应的转化量之比等于化学方程式中的化学计量数之比,据此写出反应的化学方程式;
(2)反应时间为△t=2min,容器容积为V=5L,B转化的物质的量为△n=2-1=1mol,根据化学反应的平均速率为$\overline{r}(B)$=$\frac{△n}{V△t}$计算,A起始物质的量为5mol,平衡时A的物质的量为3mol,A转化了5-3=2mol,据此计算;
(3)在一定温度下,体积不变的密闭容器中发生上述反应,结合具体的化学方程式,联系常用的判断化学平衡的方法,如温度,密度,压强等,据此进行逐项分析;
(4)反应达到平衡后将容器的容积压缩到原来的$\frac{1}{2}$,等效为对容器进行加压,压强变为原来的两倍,则反应需要向减压的方向进行,压缩体积,瞬间容器内所有物质的浓度均增大,正逆反应速率都增大,但不改变化学平衡常数,据此逐项分析.

解答 解:(1)根据图象分析,A与B为反应物,随着反应的进行,物质的量减少,C为生成物,随着反应的进行,物质的量增多,反应达到平衡的过程中,△n(A)=5-2=2mol,△n(B)=2-1=1mol,△n(C)=4-2=2mol,根据反应的转化量之比等于化学方程式中的化学计量数之比,则化学方程式应为:2A(g)+B(g)?2C(g),
故答案为:2A(g)+B(g)?2C(g);
(2)反应时间为△t=2min,容器容积为V=5L,B转化的物质的量为△n=2-1=1mol,根据化学反应的平均速率为
$\overline{r}(B)$=$\frac{△n}{V△t}$=$\frac{1mol}{5L×2min}$=0.1mol(L•min),A起始物质的量为5mol,平衡时A的物质的量为3mol,A转化了5-3=2mol,则A的转化率为$α=\frac{2mol}{5mol}×100%$=40%,
故答案为:0.1mol/(L•min);40%;
(3)在一定温度下,体积不变的密闭容器中发生上述反应,反应为:2A(g)+B(g)?2C(g),判断化学平衡的标志,
A.根据质量守恒,密闭容器中,化学反应前后质量一直保持不变,不能判断化学反应是否达到平衡,故A不选;
B.A、B、C的浓度达到平衡时并不一定都相等,需视具体的初始条件而定,不能判断化学反应是否达到平衡,故B不选;
C.A、B、C的浓度不再发生变化,达到化学平衡时各组分浓度均不再改变,可以判断化学反应是否达到平衡,故C可选;
D.A、B、C的分子数之比为2:1:2,反应达到平衡时,A、B、C的分子数之比并不一定是2:1:2,需视具体的反应的初始量而定,不能判断化学反应是否达到平衡,故D不选;
E.化学反应达到平衡时动态平衡,正逆反应都还在进行,并没有停止,故E不选;
F.密度为$ρ=\frac{m}{V}$,反应前后质量守恒,m不变,容器为恒容密闭容器,气体总体积也不变,整个反应过程混合气体的密度不变,不能判断化学反应是否达到平衡,故F不选,
故选C;
(4)反应达到平衡后将容器的容积压缩到原来的$\frac{1}{2}$,等效为对容器进行加压,压强变为原来的两倍,则反应需要向减压的方向进行,压缩体积,瞬间容器内所有物质的浓度均增大,正逆反应速率都增大,但不改变化学平衡常数,
A.压缩体积,瞬间容器内所有物质的浓度均增大,反应向正反应方向进行,但不可抵消,即浓度不会再回到原来,总的来讲,浓度还是增大,即c(A)增大,故A错误;
B.加压,正逆反应速率都增大,故B错误;
C.化学平衡常数只随温度的改变而改变,加压不改变化学平衡常数,故C错误;
D.加压使得该反应向正反应方向进行,生成C的物质的量会增多,故D错误;
E.加压使得该反应向正反应方向移动,故E正确,
故选DE.

点评 本题主要考察化学平衡的移动,化学平衡的判断,结合图象得出具体的反应方程式是解题的关键,题目难度不大,是基础题.

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