Question

13．在一個容積為2L的密閉容器中，加入0.8mol的A₂氣體和0.6molB₂氣體，一定條件下發生如下反應：A₂（g）+B₂（g）?2AB（g）△H＜0，反應中各物質的濃度隨時間的變化情況如圖所示．
（1）該反應進行到3min時達到平衡，用AB表示的平均反應速率為：$\frac{1}{6}$mol/（L．min）（用分數表示）．
（2）圖中對應的a的數值是0.15mol/L，該反應的化學平衡常數Kc=$\frac{100}{3}$（保留分數）．溫度升高Kc值減少（填“增大”、“減少”或“不變”）．
（3）在上述反應達到平衡后，第4min時，若將容器的體積快速擴大一倍（其他條件不變），請在圖中畫出4min～5min的AB濃度的變化線．
（4）在相同條件下，若開始時向此容器中加入的A₂（g）、B₂（g）和AB（g）的物質的量分別為0.4mol、0.2mol、0.8mol．則反應向正  反應方向進行（填“正”或“逆”）．判斷依據是Qc=$\frac{0．{4}^{2}}{0.2×0.1}$=8，Kc=$\frac{100}{3}$，Qc＜Kc，所以平衡向正反應方向移動．反應達到平衡后，各物質的體積分數與原平衡相比③（填序號）
①A₂、B₂減小，AB增大  ②A₂、B₂增大，AB減小  ③均不變  ④無法確定．

Answer 1

分析 （1）反應達到平衡時，各物質濃度不再隨時間的變化而變化，根據v=$\frac{△c}{△t}$計算反應速率，；
（2）根據AB的濃度變化計算A₂的濃度變化，從而得出a值，化學平衡常數等于生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比，根據溫度對化學平衡常數的影響判斷；
（3）上述反應達到平衡后，第4min時，若把容器的體積快速擴大一倍，AB的濃度變為原來的一半，該反應反應前后氣體體積不變，壓強只改變反應速率，不改變平衡移動，據此畫出圖象；
（4）在相同條件下，若開始時向此容器中加入的A₂（g）、B₂（g）和AB（g）的物質的量分別為0.4mol、0.2mol、0.8mol，在2L容器中有Qc=$\frac{0．{4}^{2}}{0.2×0.1}$=8，根據Qc和Kc的關系判斷平衡移動的方向；將AB（g）全部折算成A₂（g）、B₂（g）可知，開始時向此容器中加入的A₂（g）、B₂（g）的物質的量分別為0.8mol、0.6mol與題中的A₂（g）、B₂（g）的物質的量分別為0.8mol、0.6mol相等，根據等效平衡的原理進行答題．

解答 解：（1）反應達到平衡時，各物質濃度不再隨時間的變化而變化，根據圖可知3min時反應達到平衡狀態，在根據v=$\frac{△c}{△t}$可知，用AB表示的平均反應速率為$\frac{0.5}{3}$mol/（L•min）=$\frac{1}{6}$mol/（L•min），
故答案為：3；$\frac{1}{6}$；
（2）根據圖可知，AB的濃度變化為0.5mol/L，則A₂的濃度變化為0.25mol/L，所以a=0.4mol/L-0.25mol/L=0.15mol/L，平衡時的濃度為0.3mol/L-0.25mol/L=0.05mol/L，該反應的化學平衡常數Kc=$\frac{0．{5}^{2}}{0.15×0.05}$=$\frac{100}{3}$，由于該反應是放熱反應，所以溫度升高，平衡逆向移動，Kc值減小，
故答案為：0.15mol/L；$\frac{100}{3}$；減少；
（3）上述反應達到平衡后，第4min時，若把容器的體積快速擴大一倍，AB的濃度變為原來的一半，該反應的反應前后氣體體積不變，壓強只改變反應速率，不改變平衡移動，導致AB的濃度不變，所以其圖象為：
，
故答案為：；
（4）在相同條件下，若開始時向此容器中加入的A₂（g）、B₂（g）和AB（g）的物質的量分別為0.4mol、0.2mol、0.8mol，在2L容器中有Qc=$\frac{0．{4}^{2}}{0.2×0.1}$=8，Kc=$\frac{100}{3}$，所以Qc＜Kc，所以平衡向正反應方向移動，將AB（g）全部折算成A₂（g）、B₂（g）可知，開始時向此容器中加入的A₂（g）、B₂（g）的物質的量分別為0.8mol、0.6mol與題中的A₂（g）、B₂（g）的物質的量分別為0.8mol、0.6mol相等，即兩個平衡為等效平衡，所以各物質的體積分數不變，故選③，
故答案為：正；Qc=$\frac{0．{4}^{2}}{0.2×0.1}$=8，Kc=$\frac{100}{3}$，Qc＜Kc，所以平衡向正反應方向移動；③．

點評 本題考查化學反應速率、化學平衡的有關計算、等效平衡等，難度中等，（4）中注意對等效平衡規律的理解，注意該反應特點．