Question

向一定體積的密閉容器中加入2molA、0.6molC和一定量的B三種氣體．一定條件下發生反應，各物質濃度隨時間變化如圖I所示，其中t₀～t₁，c（B）出．圖Ⅱ為t₂時刻后改變反應條件，化學反應速率隨時間變化的情況，四個階段改變的條件均不相同，每個階段只改變濃度、溫度、壓強、催化劑中的一個條件，其中tt₃～t₄階段為使用催化劑．
請回答下列問題：
（1）若t₁=30min，則t₀～t₁，階段以C物質的濃度變化表示的反應速率為

0.01mol/L?min

；
（2）t₄～t₅，階段改變的條件為

減小壓強

，B的起始物質的量濃度為

0.5mol/L

．各階段平衡時對應的平衡常數如下表所示：

t1～t2	t2～t3	t3～t4，	t4～t5	t5～t6
K1	K2	K3	K4	K5

則K₁

0.84

（保留兩位小數），K₁、K₂、K₃、K₄、K₅之間的關系為

K₁=K₂=K₃=K₄＜K₅

（用“＞”、“＜”或“=”連接）；
（3）t₅～t₆，階段保持容器內溫度不變，若A的物質的量共變化了0.01mol，而此過程中容器與外界的熱交換總量為akJ，寫出此溫度下該反應的熱化學方程式

2A（g）+B（g）?3C（g）△H=+200aKJ/mol

．

Answer 1

分析：（1）依據圖象中 C的濃度變化結合化學反應速率概念計算得到，v=

△c

△t

；
（2）圖Ⅱ是在四種不同情況下影響化學的平衡，而影響平衡的因素有：濃度、溫度、壓強、催化劑；
t₃～t₄和t₄～t₅這兩段平衡是不移動的，則只能是壓強和催化劑影響的，因此應該推斷該反應為等體積變化的反應，
t₃～t₄的平衡比原平衡的速率要快，而t₄～t₅的速率又變慢，則前者應是加催化劑，因為條件只能用一次，t₄～t₅段為減壓；
反應物的濃度降低，生成物的濃度增大，結合圖Ⅰ可知，A為反應物，C為生成物，A的變化為0.2mol/L，C的變化量為0.3mol/L．又由于該反應為等體積變化的反應，所以B為反應物，根據化學反應的速率之比等于化學方程式前的計量系數比，寫出該反應的方程式為2A（g）+B（g））?3C（g），起始2molA所對應的濃度為1mol/L，則體積應是2L，依據平衡三段式列式計算得到B的起始濃度；t₅-t₆ 階段為升高溫度，v（正）＞（逆），平衡向正反應方向移動，升高溫度平衡向吸熱方向移動；
根據平衡常數，平衡移動解答K₁、K₂、K₃、K₄、K₅之間的關系；
（3）依據熱化學方程式的書寫方法和焓變計算得到熱化學方程式；

解答：解：（1）30min內，以C濃度變化表示的反應速率為v（C）=

0.6mol/L-0.3mol/L

30min

=0.01mol/L?min；
故答案為：0.01mol/L?min；
（2）圖Ⅱ是在四種不同情況下影響化學的平衡，而影響平衡的因素有：濃度、溫度、壓強、催化劑； t₃～t₄和t₄～t₅這兩段平衡是不移動的，則只能是壓強和催化劑影響的，因此應該推斷該反應為等體積變化的反應，
t₃～t₄的平衡比原平衡的速率要快，而t₄～t₅的速率又變慢，則前者應是加催化劑，因為條件只能用一次，t₄～t₅段為減壓；
反應物的濃度降低，生成物的濃度增大，結合圖Ⅰ可知，A為反應物，C為生成物，A的變化為0.2mol/L，C的變化量為0.3mol/L．又由于該反應為等體積變化的反應，所以B為反應物，根據化學反應的速率之比等于化學方程式前的計量系數比，寫出該反應的方程式為2A（g）+B（g））?3C（g），起始2molA所對應的濃度為1mol/L，則體積應是2L；依據化學三段式列式計算得到
                             2A（g）+B（g））?3C（g），
 起始量（mol/L）  1       c        0.3
變化量（mol/L）   0.2     0.1      0.3
平衡量（mol/L）   0.8      0.4      0.6  
c（B）=0.5mol/L；
平衡常數K₁=

c3(C)

c2(A)c(B)

=

0．63

0．82×0.4

=0.84
t₅-t₆ 階段為升高溫度，v（正）＞（逆），平衡向正反應方向移動，升高溫度平衡向吸熱方向移動，反應時吸熱反應；根據平衡常數隨溫度變化，K₁、K₂、K₃、K₄、K₅之間的關系為K₁=K₂=K₃=K₄＜K₅；
（3）t₅～t₆，階段保持容器內溫度不變，若A的物質的量共變化了0.01mol，而此過程中容器與外界的熱交換總量為akJ，所以2molA反應熱量變化為200aKJ；反應的熱化學方程式為：2A（g）+B（g）?3C（g）△H=+200aKJ/mol；
故答案為：2A（g）+B（g）?3C（g）△H=+200aKJ/mol；

點評：本題考查了化學反應平衡影響因素的分析判斷，圖象分析理解，熱化學方程式的書寫，平衡計算的應用，注意平衡常數隨溫度變化，題目難度中等．