Question

373K时，某1L密闭容器中发生如下可逆反应：A （g）?2B （g）．其中物质B的物质的量变化如图所示
（1）已知373K时60s达到平衡，则前60s内A的平均反应速率为    ．
（2）若373K时B的平衡浓度为A的3倍，473K时（其他条件不变），B的平衡浓度为A的2倍，请在上图中画出473K时A的物质的量随时间的变化曲线．
（3）若反应在373K进行，在1L密闭容器中加入1mol B、0.2mol He，达到平衡时B的转化率应    ．
A．等于60%    B．等于40%    C．小于40%    D．介于40%～60%之间
（4）已知曲线上任意两点之间边线的斜率表示该时段内B的平均反应速率（例如直线EF的斜率表示20s～60s内B的平均反应速率），试猜想曲线上任意一点的切线斜率的意义    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）由图可知，前60s内B的物质的量变化为0.6mol，根据方程式计算△n（A），进而计算△c（A），根据v=计算v（A）；
（2）作图是曲线注意两点：A的起始物质的量与平衡时物质的量，温度升高反应速率加快，到达平衡的时间小于60s；
由图可知，60s达平衡时B的物质的量变化为0.6mol，根据方程式A（g）?2B（g）可知△n（A）=0.3mol，B的平衡浓度为A的3倍，体积不变，浓度之比等于物质的量之比，据此计算A的平衡时物质的量，进而计算A的起始物质的量；
473K时（其他条件不变），令平衡时B的物质的量为amol，则A的物质的量变化为0.5amol，体积不变，浓度之比等于物质的量之比，根据B的平衡浓度为A的2倍，列方程计算a的值，进而计算平衡时A的物质的量，温度升高反应速率加快，故473K时反应到达平衡的时间小于60s；
（3）恒温恒容稀有气体不影响平衡，加入1molB，等效为加入0.5molA，与原平衡等效，平衡时B的物质的量相同为0.6mol，据此计算转化率；
（4）曲线上任意一点的切线斜率表示该时刻的即时反应速率．
解答：解：（1）由图可知，前60s内B的物质的量变化为0.6mol，根据方程式A （g）?2B （g）可知△n（A）=×0.6mol=0.3mol，所以v（A）==0.005mol/（L?s），
故答案为：0.005mol/（L?s）；
（2）由图可知，60s达平衡时B的物质的量变化为0.6mol，根据方程式A（g）?2B（g）可知△n（A）=0.3mol，B的平衡浓度为A的3倍，体积不变，浓度之比等于物质的量之比，故此时A的物质的量0.6mol×=0.2mol，所以A的起始物质的量为0.3mol+0.2mol=0.5mol，
473K时（其他条件不变），B的平衡浓度为A的2倍，体积不变，浓度之比等于物质的量之比，令平衡时B的物质的量为amol，则A的物质的量变化为0.5amol，故（0.5mol-0.5amol）×2=amol，解得a=0.5，故平衡时A的物质的量为0.5×0.5mol=0.25mol，温度升高反应速率加快，故473K时反应到达平衡的时间小于60s，图象为：
故答案为：；
（3）恒温恒容稀有气体不影响平衡，加入1molB，等效为加入0.5molA，与原平衡等效，平衡时B的物质的量相同为0.6mol，参加反应B的物质的量为1mol-0.6mol=0.4mol，故B的转化率为×100%=40%，故选B；
（4）曲线上任意一点的切线斜率表示该时刻的即时反应速率，故答案为：表示该时刻的即时反应速率．
点评：本题考查化学反应速率与影响因素、平衡图象、化学平衡有关计算等，难度中等，（2）中作图注意A的起始与平衡时物质的量及到达平衡时间．