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13.在一个容积为2L的密闭容器中,加入0.8mol的A2气体和0.6molB2气体,一定条件下发生如下反应:A2(g)+B2(g)?2AB(g)△H<0,反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示.
(1)该反应进行到3min时达到平衡,用AB表示的平均反应速率为:$\frac{1}{6}$mol/(L.min)(用分数表示).
(2)图中对应的a的数值是0.15mol/L,该反应的化学平衡常数Kc=$\frac{100}{3}$(保留分数).温度升高Kc值减少(填“增大”、“减少”或“不变”).
(3)在上述反应达到平衡后,第4min时,若将容器的体积快速扩大一倍(其他条件不变),请在图中画出4min~5min的AB浓度的变化线.
(4)在相同条件下,若开始时向此容器中加入的A2(g)、B2(g)和AB(g)的物质的量分别为0.4mol、0.2mol、0.8mol.则反应向正  反应方向进行(填“正”或“逆”).判断依据是Qc=$\frac{0.{4}^{2}}{0.2×0.1}$=8,Kc=$\frac{100}{3}$,Qc<Kc,所以平衡向正反应方向移动.反应达到平衡后,各物质的体积分数与原平衡相比③(填序号)
①A2、B2减小,AB增大  ②A2、B2增大,AB减小  ③均不变  ④无法确定.

分析 (1)反应达到平衡时,各物质浓度不再随时间的变化而变化,根据v=$\frac{△c}{△t}$计算反应速率,;
(2)根据AB的浓度变化计算A2的浓度变化,从而得出a值,化学平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,根据温度对化学平衡常数的影响判断;
(3)上述反应达到平衡后,第4min时,若把容器的体积快速扩大一倍,AB的浓度变为原来的一半,该反应反应前后气体体积不变,压强只改变反应速率,不改变平衡移动,据此画出图象;
(4)在相同条件下,若开始时向此容器中加入的A2(g)、B2(g)和AB(g)的物质的量分别为0.4mol、0.2mol、0.8mol,在2L容器中有Qc=$\frac{0.{4}^{2}}{0.2×0.1}$=8,根据Qc和Kc的关系判断平衡移动的方向;将AB(g)全部折算成A2(g)、B2(g)可知,开始时向此容器中加入的A2(g)、B2(g)的物质的量分别为0.8mol、0.6mol与题中的A2(g)、B2(g)的物质的量分别为0.8mol、0.6mol相等,根据等效平衡的原理进行答题.

解答 解:(1)反应达到平衡时,各物质浓度不再随时间的变化而变化,根据图可知3min时反应达到平衡状态,在根据v=$\frac{△c}{△t}$可知,用AB表示的平均反应速率为$\frac{0.5}{3}$mol/(L•min)=$\frac{1}{6}$mol/(L•min),
故答案为:3;$\frac{1}{6}$;
(2)根据图可知,AB的浓度变化为0.5mol/L,则A2的浓度变化为0.25mol/L,所以a=0.4mol/L-0.25mol/L=0.15mol/L,平衡时的浓度为0.3mol/L-0.25mol/L=0.05mol/L,该反应的化学平衡常数Kc=$\frac{0.{5}^{2}}{0.15×0.05}$=$\frac{100}{3}$,由于该反应是放热反应,所以温度升高,平衡逆向移动,Kc值减小,
故答案为:0.15mol/L;$\frac{100}{3}$;减少;
(3)上述反应达到平衡后,第4min时,若把容器的体积快速扩大一倍,AB的浓度变为原来的一半,该反应的反应前后气体体积不变,压强只改变反应速率,不改变平衡移动,导致AB的浓度不变,所以其图象为:

故答案为:
(4)在相同条件下,若开始时向此容器中加入的A2(g)、B2(g)和AB(g)的物质的量分别为0.4mol、0.2mol、0.8mol,在2L容器中有Qc=$\frac{0.{4}^{2}}{0.2×0.1}$=8,Kc=$\frac{100}{3}$,所以Qc<Kc,所以平衡向正反应方向移动,将AB(g)全部折算成A2(g)、B2(g)可知,开始时向此容器中加入的A2(g)、B2(g)的物质的量分别为0.8mol、0.6mol与题中的A2(g)、B2(g)的物质的量分别为0.8mol、0.6mol相等,即两个平衡为等效平衡,所以各物质的体积分数不变,故选③,
故答案为:正;Qc=$\frac{0.{4}^{2}}{0.2×0.1}$=8,Kc=$\frac{100}{3}$,Qc<Kc,所以平衡向正反应方向移动;③.

点评 本题考查化学反应速率、化学平衡的有关计算、等效平衡等,难度中等,(4)中注意对等效平衡规律的理解,注意该反应特点.

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