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(2010?宜宾模拟)已知在某密闭容器中进行的反应a A (g)?b B (g)+c C (g),(其中a、b、c、分别为方程式中的物质计量数;X1、X2表示不同温度或压强),某物理量Y随时间(t)变化的情况如图所示,
回答下列问题:
(1)当X1、X2分别表示不同的温度状况时,则Y可代表生成物C在平衡时混合物中的质量分数,X1
X2(选填“>”或“<”或“=”),由此可判断正反应是
放热
放热
反应;
(2)当X1、X2分别表示不同的压强状况,则Y可代表反应物A的转化率,X1
X2(选填“>”或“<”或“=”),由此可判断正反应是气体
减小
减小
的反应(选填“增大”或“减小”或“不变”),a、b、c三者之间的关系为 a
b+c)(选填“>”或“<”或“=”)
(3)将 4mol A、3mol B、2mol C充入该反应容器中,在温度为T,压强为P的条件下达平衡后,测得A、B、C的物质的量分别是2mol A、5mol B、3mol C,则a=
2
2
,b=
2
2
,c=
1
1
.此时A的转化率为:
50%
50%
.若将最初充入该反应容器中的各物质的物质的量变为:5mol A、2mol B、1.5mol C,也在温度为T,压强为P的条件下建立平衡,此时容器中的C在混合气体中的体积分数为:
30%
30%
分析:(1)由图可知,曲线X2先到达平衡,反应速率更快,温度越高,反应速率越快,平衡时C的质量分数降低,升高温度平衡向逆反应移动,据此解答;
(2)由图可知,曲线X2先到达平衡,反应速率更快,压强越大,反应速率越快,平衡时C的质量分数降低,增大平衡向逆反应移动,据此解答;
(3)计算各物质的物质的量变化量,利用物质的量变化量之比等于化学计量数之比确定a、b、c的值,A转化率=
参加反应的A的物质的量
A投入的总的物质的量
×100%,据此计算,按化学计量数转化到左边判断等效平衡进行解答.
解答:解:(1)由图可知,曲线X2先到达平衡,反应速率更快,温度越高,反应速率越快,故X1<X2,X2平衡时C的质量分数降低,升高温度平衡向逆反应移动,故正反应为放热反应,故答案为:<,放热;
(2)由图可知,曲线X2先到达平衡,反应速率更快,压强越大,反应速率越快,故X1<X2,X2平衡时C的质量分数降低,增大平衡向逆反应移动,故逆反应是气体体积减小的反应,正反应是气体体积增大的反应,即a<b+c,
故答案为:<,增大,<;
(3)开始投入4mol A、3mol B、2mol C,平衡时A、B、C的物质的量分别是2mol A、5mol B、3mol C,
故△n(A)=4mol-2mol=2mol,△n(B)=5mol-3mol=2mol,△n(C)=3mol-2mol=1mol,故a:b:c=△n(A):△n(B):△n(C)=2mol:2mol:1mol=2:2:1,故a=2,b=2,c=1,平衡时A的转化率为
2mol
4mol
×100%=50%,
开始投入4mol A、3mol B、2mol C,B完全转化,按化学计量数转化到左边可得A为3mol,剩余C为2mol-1.5mol=0.5mol,故等效为加入7molA、0.5molC到达的平衡,最初充入该反应容器中5mol A、2mol B、1.5mol C,B完全转化,按化学计量数转化到左边可得A为2mol,剩余C为1.5mol-1mol=0.5mol,故等效为加入7molA、0.5molC到达的平衡,故与原平衡是等效平衡,平衡时对应各组分的含量相同,故C的体积发生为
3mol
2mol+5mol+3mol
×100%=30%,
故答案为:2,2,1;50%,30%.
点评:考查化学平衡的有关计算、影响化学平衡的元素、等效平衡等,难度中等,(3)中C的体积分数计算为易错点、难点,注意利用等效平衡进行解答,理解等效平衡规律.
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