Question

11．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）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．
（2）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”）．判斷依據是濃度商Qc=$\frac{0．{4}^{2}}{0.2×0.1}$=8＜K=$\frac{0．{5}^{2}}{0.15×0.05}$=$\frac{100}{3}$，反應向正反應進行．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）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，瞬間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；
（2）根據圖可知，平衡時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B₂的濃度為0.3mol/L-0.25mol/L=0.05mol/L，根據K=$\frac{{c}^{2}（AB）}{c（{A}_{2}）×c（{B}_{2}）}$計算平衡常數，計算此時濃度商Qc，若Qc=K，處于平衡狀態，若Qc＜K，反應向正反應進行，若Qc＞K，反應向逆反應進行；
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，等效為開始加入加入0.8mol的A₂氣體和0.6molB₂氣體，與原平衡為完全等效平衡，平衡時相同組分的物質的量濃度相等．

解答 解：（1）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，瞬間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，4min～5min的AB濃度的變化線為：，
故答案為：；
（2）根據圖可知，平衡時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B₂的濃度為0.3mol/L-0.25mol/L=0.05mol/L，平衡常數K=$\frac{{c}^{2}（AB）}{c（{A}_{2}）×c（{B}_{2}）}$=$\frac{0．{5}^{2}}{0.15×0.05}$=$\frac{100}{3}$，
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，濃度商Qc=$\frac{0．{4}^{2}}{0.2×0.1}$=8＜K=$\frac{0．{5}^{2}}{0.15×0.05}$=$\frac{100}{3}$，反應向正反應進行，
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，等效為開始加入加入0.8mol的A₂氣體和0.6molB₂氣體，恒溫恒容下，與原平衡為完全等效平衡，平衡時相同組分的物質的量濃度相等，反應達到平衡后，各物質的體積分數與原平衡相比均不變，
故答案為：正反應；濃度商Qc=$\frac{0．{4}^{2}}{0.2×0.1}$=8＜K=$\frac{0．{5}^{2}}{0.15×0.05}$=$\frac{100}{3}$，反應向正反應進行；③．

點評 本題考查化學平衡的有關計算、平衡常數應用、等效平衡等，難度中等，（2）中注意對等效平衡規律的理解．