Question

12．在恒定温度T℃，2L恒容密闭容器中发生反应aA（g）+bB（g）?cC（g），容器中A、B、C物质的量变化如图所示，回答下列问题：
（1）该化学方程式中a：b：c为2：1：2，T℃时该反应的化学平衡常数K的值为0.31．（保留2位小数）
（2）0～15min内，B的平均反应速率为0.0033mol/（L•min），反应达平衡时，A的转化率为20%．
（3）据图判断，反应进行至20min时，曲线发生变化的原因是增大了B的量（用文字表达），
反应重新达平衡时，A的体积分数将减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）10min到15min的曲线变化的原因可能是使用了催化剂．

Answer 1

分析 （1）由图象可知，15min达到平衡，反应物A物质的量变化0.2mol，B变化物质的量0.1mol，C变化物质的量0.2mol，化学方程式的计量数之比等于ABC发生反应的物质的量之比；，结合平衡状态下物质的平衡浓度计算反应的平衡常数；
（2）依据（1）的计算数据计算得到B的反应速率V=△$\frac{△c}{△t}$，A的转化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%；
（3）据图判断，反应进行至20min时B的量突然增大，A的物质的量减小，C物质的量增大，依据化学平衡影响因素分析，平衡正向进行，A的转化率增大；
（4）10min到15min的曲线变化，是AB物质的量减小，C的物质的量增大，反应速率增大，但最后达到相同的平衡状态，说明可能的原因是催化剂的作用．

解答 解：（1）由变化量之比等于化学计量数之比可知，a：b：c=2：1：2，平衡状态下ABC的浓度为：c（A）=$\frac{0.8mol}{2L}$=0.4mol/L，c（B）=$\frac{0.4mol}{2L}$=0.2mol/L，c（C）=$\frac{0.2mol}{2L}$=0.1mol/L，平衡状态下物质的平衡浓度计算反应的平衡常数=$\frac{{c}^{2}（C）}{{c}^{2}（A）c（B）}$=$\frac{0．{1}^{2}}{0．{4}^{2}×0.2}$=0.31，故答案为：2：1：2；0.31；
（2）v（B）=$\frac{（0.5-0.4）mol}{2L×15min}$=0.003 3 mol/（L•min），A的转化率为$\frac{（1.0-0.8）mol}{1.0mol}$×100%=20%，故答案为：0.0033 mol/（ L•min）；20%；
（3）反应进行到20 min时，B的物质的量突然增大，A和C的物质的量瞬时不变，所以是增大了B的量，增大B的量，平衡正向移动，不断消耗A，A的体积分数将减小，故答案为：增大了B的量；减小；
（4）10min到15min的曲线变化，是AB物质的量减小，C的物质的量增大，反应速率增大，但最后达到相同的平衡状态，说明改变的 条件是加入了催化剂，改变反应速率不改变化学平衡，故答案为：使用了催化剂．

点评 本题考查了化学反应速率影响因素，化学反应速率、化学平衡常数的计算，图象分析和化学平衡移动原理是解题关键，题目难度中等．