Question

【题目】向一体积不变的密闭容器中加入2 mol A、0.6 mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应2A（g） + B（g）3C（g），各物质浓度随时间变化如图1所示。图2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1中t0～t1阶段c（B）未画出。

图1 图2

（1）若t1＝15 min，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

则K1＝____________（计算式），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0.01 mol，而此过程中容器与外界的热交换总量为a kJ，该反应的热化学方程式：2A（g） + B（g） 3C（g） ΔH，用含有a的代数式表达 ΔH = _________。

（4）在相同条件下，若起始时容器中加入4mol A、2 mol B和1.2 mol C，达到平衡时，体系中 C的百分含量比t1时刻C的百分含量________（填“大于”“小于”“等于”）。

Answer 1

【答案】0.02 molL1min1 减小压强 1mol 0.84 K1 = K2 = K3 = K4<K5 +200a kJmol－1 等于

【解析】

（1）15min内，以C浓度变化表示的反应速率为v（C）==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段为减小压强；

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=1.0mol；

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；

（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；

（4）在相同条件下，若起始时容器中加入4mol A、2 mol B和1.2 mol C，各物质的量为原来的二倍，为等效平衡，达到平衡时，体系中 C的百分含量比t1时刻C的百分含量相等。