Question

20．在一定条件下，A气体与B气体反应生成C气体．反应过程中，反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如图．回答下列问题：
（1）该反应的化学方程式为3A+B?2C．
（2）0～t₁ s内A气体的反应速率为$\frac{0.6}{{t}_{1}}$mol•L^-1•s^-1．
（3）反应后与反应前的压强之比为9：13．
（4）（t₁+10）s时，A气体的体积分数为$\frac{2}{9}$，此时v（A）_正＞v（B）_逆（填“＞”、“＜”或“=”）．
（5）关于该反应的说法正确的是bc．
a．到达t₁时刻该反应已停止
b．在t₁时刻之前B气体的消耗速率大于它的生成速率
c．在t₁时刻C气体的正反应速率等于逆反应速率．

Answer 1

分析 （1）根据图知，随着反应的进行，A、B的浓度降低、C的浓度升高，则A和B是反应物、C是生成物，△c（A）=（0.8-0.2）mol/L=0.6mol/L，△c（B）=（0.5-0.3）mol/L=0.2mol/L，△c（C）=（0.4-0）mol/L=0.4mol/L，同一可逆反应中，同一时间段内各物质浓度变化量之比等于其计量数之比，所以A、B、C的计量数之比=0.6mol/L：0.2mol/L：0.4mol/L=3：1：2；
（2）0～t₁ s内A气体的反应速率=$\frac{△c}{△t}$；
（3）恒温、恒容条件下，物质的量之比等于其压强之比，还等于其物质的量浓度之和之比，反应前气体浓度之和为（0.8+0.5）mol/L=1.3mol/L，反应后混合气体浓度之和=（0.4+0.3+0.2）mol/L=0.9mol/L；
（4）体积分数之比等于物质的量浓度之比；同一物质的平衡状态正逆反应速率相等，但不同物质的反应速率之比等于其计量数之比；
（5）t₁时刻反应达到平衡状态，正逆反应速率相等．

解答 解：（1）根据图知，随着反应的进行，A、B的浓度降低、C的浓度升高，则A和B是反应物、C是生成物，△c（A）=（0.8-0.2）mol/L=0.6mol/L，△c（B）=（0.5-0.3）mol/L=0.2mol/L，△c（C）=（0.4-0）mol/L=0.4mol/L，同一可逆反应中，同一时间段内各物质浓度变化量之比等于其计量数之比，所以A、B、C的计量数之比=0.6mol/L：0.2mol/L：0.4mol/L=3：1：2，所以该反应方程式为3A+B?2C，故答案为：3A+B?2C；
（2）0～t₁ s内A气体的反应速率=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.6}{{t}_{1}}$mol•L^-1•s^-1，故答案为：$\frac{0.6}{{t}_{1}}$mol•L^-1•s^-1；
（3）恒温、恒容条件下，物质的量之比等于其压强之比，还等于其物质的量浓度之和之比，反应前气体浓度之和为（0.8+0.5）mol/L=1.3mol/L，反应后混合气体浓度之和=（0.4+0.3+0.2）mol/L=0.9mol/L，所以反应后与反应前的压强之比=0.9mol/L：1.3mol/L=9：13，故答案为：9：13；
（4）体积分数之比等于物质的量浓度之比=0.2mol/L：（0.4+0.3：0.2）mol/L=$\frac{2}{9}$；同一物质的平衡状态正逆反应速率相等，但不同物质的反应速率之比等于其计量数之比，所以v（A）_正＞v（B）_逆，
故答案为：$\frac{2}{9}$；＞；
（5）a．到达t₁时刻正逆反应速率相等，但该反应为动态平衡状态，不停止，故错误；
b．在t₁时刻之前，该反应向正反应方向移动，所以正反应速率大于逆反应速率，则B气体的消耗速率大于它的生成速率，故正确；
c．在t₁时刻达到平衡状态，则C气体的正反应速率等于逆反应速率，故正确；
故选bc．

点评 本题考查图象分析，侧重考查学生分析计算能力，涉及反应速率、压强的计算及平衡状态判断等知识点，明确图中纵横坐标含义是解本题关键，知道平衡状态判断方法，题目难度不大．