Question

7．反应：aA（g）+bB（g）$\stackrel{催化剂}{?}$cC（g）（△H＜0）在等容条件下进行．改变其他反应条件，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图示：
回答问题：
（1）反应的化学方程式中，a：b：c为1：3：2；
（2）由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是向正反应方向，采取的措施是从反应体系中移出产物C；
（3）比较第Ⅱ阶段反应温度（T₂）和第Ⅲ阶段反应温度（T₃）的高低：T₂＞T₃（填“＞”“＜”或“=”），判断的理由是此反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动；
（4）若 α_Ⅰ（B）、α_Ⅱ（B）、α_Ⅲ（B）分别表示B在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各阶段的平衡转化率，则三者中最小的是α_Ⅲ（B），其值是19%（结果保留2位有效数字）．

Answer 1

分析 （1）由图可知第Ⅰ阶段，平衡时△c（A）=2mol/L-1mol/L=1mol/L，△c（B）=6mol/L-3mol/L=3mol/L，△c（C）=2mol/L，根据浓度变化量之比等于化学计量数之比计算；
（2）第Ⅱ阶段C是从0开始的，瞬间A、B浓度不变，因此可以确定第一次平衡后从体系中移出了C，即减少生成物浓度，平衡正向移动；
（3）第Ⅲ阶段的开始与第Ⅱ阶段的平衡各物质的量均相等，根据A、B的量减少，C的量增加可判断平衡是正向移动的，根据平衡开始时浓度确定此平衡移动不可能是由浓度的变化引起的，另外题目所给条件容器的体积不变，则改变压强也不可能，因此一定为温度的影响，此反应正向为放热反应，可以推测为降低温度，另外结合A的速率在三个阶段的情况，确定改变的条件一定为降低温度，根据勒夏特列原理，平衡的移动只能减弱改变，不能抵消改变，因此达到平衡后温度一定比第Ⅱ阶段平衡时的温度低；
（4）转化率是物质的减少量与初始量的比值，计算三个阶段B的转化率，据此解答．

解答 解：（1）由图可知第Ⅰ阶段，平衡时△c（A）=2mol/L-1mol/L=1mol/L，△c（B）=6mol/L-3mol/L=3mol/L，△c（C）=2mol/L，浓度变化量之比等于化学计量数之比，故a：b：c=1mol/L：3mol/L：2mol/L=1：3：2，
故答案为：1：3：2；
（2）第Ⅱ阶段C是从0开始的，瞬间A、B浓度不变，因此可以确定第一次平衡后从体系中移出了C，即减少生成物浓度，平衡正向移动，
故答案为：向正反应方向；从反应体系中移出产物C；
（3）第Ⅲ阶段的开始与第Ⅱ阶段的平衡各物质的量均相等，根据A、B的量减少，C的量增加可判断平衡是正向移动的，根据平衡开始时浓度确定此平衡移动不可能是由浓度的变化引起的，另外题目所给条件容器的体积不变，则改变压强也不可能，因此一定为温度的影响，此反应正向为放热反应，可以推测为降低温度，另外结合A的速率在三个阶段的情况，确定改变的条件一定为降低温度，根据勒夏特列原理，平衡的移动只能减弱改变，不能抵消改变，因此达到平衡后温度一定比第Ⅱ阶段平衡时的温度低，
故答案为：＞；此反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动；
（4）B的平衡转化率α_Ⅰ（B）=$\frac{3mol/L}{6mol/L}$×100%=50%，α_Ⅱ（B）=$\frac{3mol/L-1.86mol/L}{3mol/L}$×100%=38%，
α_Ⅲ（B）=$\frac{1.86mol/L-1.5mol/L}{1.86mol/L}$×100%=19%，
B的平衡转化率α_Ⅰ（B）、α_Ⅱ（B）、α_Ⅲ（B）中最小的值19%；
故答案为：α_Ⅲ（B）；19%．

点评 本题考查化学反应速率与化学平衡图象、化学平衡有关计算、化学反应速率、化学平衡影响因素等，注意合理分析题中信息数据，本题难度中等．