Question

8．向某密閉容器中加入4mol A、1.2mol C和一定量的B三種氣體，一定條件下發生反應，各物質的濃度隨時間變化如甲圖所示[已知t₀～t₁階段保持恒溫、恒容，且c（B）未畫出]．乙圖為t₂時刻后改變反應條件，反應速率隨時間的變化情況，已知在t₂、t₃、t₄、t₅時刻各改變一種不同的條件，其中t₃時刻為使用催化劑．

（1）若t₁=15s，則t₀～t₁階段的反應速率為v（C）=0.02mol•L^-1•min^-1．
（2）t₄時刻改變的條件為減小壓強，B的起始物質的量為2mol．
（3）t₅時刻改變的條件為升高溫度，該反應的逆反應為放熱反應（填“吸熱反應”或“放熱反應”）．
（4）已知t₀～t₁階段該反應放出或吸收的熱量為Q kJ（Q為正值），試寫出該反應的熱化學方程式：2A（g）+B（g）?3C（g）△H=+2.5QKJ/mol．
（5）圖乙中共有Ⅰ～Ⅴ五處平衡，其溫度最高的是Ⅴ．

Answer 1

分析 （1）根據v=$\frac{△c}{△t}$計算t₀～t₁階段以C物質的濃度變化表示的反應速率；
（2）t₄～t₅階段正逆反應速率減小且相等，如是降低溫度，平衡移動發生移動，則正逆反應速率不相等，所以是減小了壓強；根據A、C濃度的變化判斷二者計量數關系，根據t₄～t₅階段判斷化學方程式，然后根據化學方程式計算；
（3）根據t₅～t₆階段正逆反應速率變化可知，t₅時升高了溫度，正反應速率大于逆反應速率，所以該反應為吸熱反應；
（4）然后根據題中數據計算出焓變，再依據熱化學方程式的書寫方法寫出此溫度下該反應的熱化學方程式；
（5）溫度最高反應速率大，分析圖象可知速率最大的為V．

解答 解：（1）若t₁=15min，生成物C在t₀～t₁時間段的平均反應速率為：v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.6mol/L-0.3mol/L}{15s}$=0.02mol•L^-1•min^-1，故答案為：0.02mol•L^-1•min^-1；
（2）t₄～t₅階段改變條件后，正逆反應速率都減小且相等，所以不可能是降低溫度，應該為減小壓強；反應中A的濃度變化為：1mol/L-0.8mol/L=0.2mol/L，C的濃度變化為：0.6mol/L-0.3mol/L=0.3mol/L，反應中A與C的化學計量數之比為0.2：0.3=2：3，根據t₄～t₅階段改變壓強平衡不移動可知，該反應的方程式為2A（g）+B（g）?3C（g）；由方程式可知反應過程中消耗的B的物質的量濃度為：（1mol/L-0.8mol/L）×$\frac{1}{2}$=0.1mol/L，所以B的起始濃度為0.4mol/L+0.1mol/L=0.5mol/L，向某密閉容器中加入4mol A、1.2mol C和一定量的B三種氣體，A的起始濃度為1.0mol/L，體積=$\frac{4mol}{1.0mol/L}$=4L，物質的量=0.5mol/L×
4L=2mol，
故答案為：減小壓強； 2mol；
（3）該反應是體積不變的反應，而t₅～t₆階段正逆反應速率都增大，說明是升高了溫度；升高溫度后正反應速率大于逆反應速率，說明該反應為吸熱反應，逆反應為放熱反應，
故答案為：升高溫度，放熱反應；
（4）依據（2）的計算得到A的物質的量共變化物質的量=（1mol/L-0.8mol/L）×4L=0.8mol/L，而此過程中容器與外界的熱交換總量為QkJ，所以2molA反應熱量變化為2.5QKJ，所以反應的熱化學方程式為：2A（g）+B（g）?3C（g）△H=+2.5QKJ/mol，
故答案為：2A（g）+B（g）?3C（g）△H=+2.5QKJ/mol；
（5）圖象分析可知反應速率影響因素可知，升高溫度，反應速率增大，Ⅴ的溫度最高，故答案為：Ⅴ．

點評 本題考查了化學反應平衡影響因素的分析判斷、熱化學方程式的書寫，難度中等，解題關鍵是明確影響化學反應速率、化學平衡的因素，（3）為易錯點，注意根據圖象判斷該反應為吸熱反應．