Question

恒容體系，發(fā)生如下反應(yīng)2A（g）?B（g）+xC（？）△H，起始時B、C物質(zhì)的量濃度為0，A的物質(zhì)的量濃度隨時間變化如圖（某課外活動小組一共進行了如圖所示的三個實驗，其中T₁、T₂表示不同的反應(yīng)溫度）：
（1）在實驗Ⅲ中，0～20min的時間內(nèi)，v（B）=

0.02mol/（L．min）

．
（2）根據(jù)以上實驗事實，完成以下填空：x=

1

，生成物C的狀態(tài)為

氣態(tài)

，反應(yīng)熱△H

＞

0（填“＞”、“=”或者“＜”）．
（3）在實驗Ⅱ中，當化學(xué)反應(yīng)進行到35min時，下列關(guān)于反應(yīng)體系中的有關(guān)說法，正確的是

abde

．
a．單位時間內(nèi)生成n mol B的同時生成2n mol A
b．單位時間內(nèi)生成n mol C的同時消耗2n mol A
c．用A、B、C表示的反應(yīng)速率的比為2：1：2
d．混合氣體中反應(yīng)物A與生成物B的體積分數(shù)之比為2：1
e．混合氣體中B與C的物質(zhì)的量相等
（4）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式K=

c(B)?c(C)

c2(A)

，在T₂℃時K的數(shù)值為

0.25

．
（5）T₁℃時，保持容器的體積不變，若充入amolA、bmolB、cmolC，達到平衡時C的體積分數(shù)為0.4，則a、b、c的取值可以是

bcde

．
a．a(chǎn)=2、b=1、c=2            b．a(chǎn)=0.5、b=1.7、c=1.7
c．a(chǎn)=1、b=1、c=1            d．a(chǎn)=x、b=c=2x（x＞0）
e．b=c、a為大于0的任意值．

Answer 1

分析：（1）由圖可知20min內(nèi)，A的濃度變化為1mol/L-0.2mol/L=0.8mol/L，根據(jù)v=

△c

△t

計算v（A），再根據(jù)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比計算v（B）．
（2）比較實驗Ⅰ、Ⅱ，溫度相同，A的起始濃度不同，平衡時實驗比較實驗Ⅰ中A的轉(zhuǎn)化率為50%，實驗Ⅱ中A的轉(zhuǎn)化率為50%，A的濃度變化，平衡時A的轉(zhuǎn)化率相同，二者為等效平衡，故反應(yīng)前后氣體的體積不變；由方程式可知，A的化學(xué)計量數(shù)等于B與C的化學(xué)計量數(shù)之和，C為氣態(tài)；
比較實驗Ⅱ、Ⅲ，二者A的起始濃度相同、溫度不定，溫度越高，反應(yīng)速率越快，最先到達平衡，故溫度T₁＞T₂，由圖可知溫度越高A的轉(zhuǎn)化率越大，溫度升高平衡向正反應(yīng)移動．
（3）由圖可知，實驗Ⅱ中，當化學(xué)反應(yīng)進行到35min時，可以反應(yīng)以達平衡狀態(tài)．
a．單位時間內(nèi)生成n mol B的同時生成2n mol A，表示正逆反應(yīng)速率相等，說明反應(yīng)達平衡狀態(tài)；
b．單位時間內(nèi)生成n mol C的同時消耗2n mol A，都表示正反應(yīng)速率，反應(yīng)自始至終都按此比較進行；
c．速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比；
d．由與可知平衡時，A的濃度為0.5mol/L，故A的濃度變化為0.5mol/L，由方程式可知平衡時B的濃度為0.25mol/L；
e．起始時B、C物質(zhì)的量濃度為0，混合氣體中B與C的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比．
（4）平衡常數(shù)指各生成物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積所得的比值；
根據(jù)實驗實驗Ⅱ計算，由圖可知，平衡時A的濃度為0.5mol/L，故A的濃度變化為1mol/L-0.5mol/L=0.5mol/L，由方程式可知平衡時B的濃度為0.25mol/L，C的濃度為0.25mol/L，代入平衡常數(shù)表達式計算；
（5）由圖可知，T₁℃時，達平衡時A的濃度為0.2mol/L，A的濃度變化為1mol/L-0.2mol/L=0.8mol/L，由方程式可知原平衡狀態(tài)C的濃度為

1

2

×0.8mol/L=0.4mol/L，C體積分數(shù)為0.4，．T₁℃時，保持容器的體積不變，若充入amolA、bmolB、cmolC，達到平衡時C的體積分數(shù)為0.4，說明為等效平衡，該反應(yīng)前后其氣體的體積不變，故滿足B、C的物質(zhì)的量為1：1即可，與A的量無關(guān)．

解答：解：（1）由圖可知20min內(nèi)，A的濃度變化為1mol/L-0.2mol/L=0.8mol/L，v（A）=

0.8mol/L

20min

=0.04mol/（L．min），速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，所以v（B）=

1

2

v（A）=

1

2

×0.04mol/（L．min）=0.02mol/（L．min）．
故答案為：0.02mol/（L．min）．
（2）比較實驗Ⅰ、Ⅱ，溫度相同，A的起始濃度不同，平衡時實驗比較實驗Ⅰ中A的轉(zhuǎn)化率為

0.6mol/L

1.2mol/L

50%，實驗Ⅱ中A的轉(zhuǎn)化率為

0.5mol/L

1mol/L

=50%，A的濃度變化，平衡時A的轉(zhuǎn)化率相同，二者為等效平衡，故反應(yīng)前后氣體的體積不變，由方程式可知，A的化學(xué)計量數(shù)等于B與C的化學(xué)計量數(shù)之和，C為氣態(tài)，即1+x=2，解得x=1；
比較實驗Ⅱ、Ⅲ，二者A的起始濃度相同、溫度不定，溫度越高，反應(yīng)速率越快，最先到達平衡，故溫度T₁＞T₂，由圖可知溫度越高A的轉(zhuǎn)化率越大，溫度升高平衡向正反應(yīng)移動，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)移動，故該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即△H＞0．
故答案為：1，氣態(tài)，＞．
（3）由圖可知，實驗Ⅱ中，當化學(xué)反應(yīng)進行到35min時，可以反應(yīng)以達平衡狀態(tài)．
a．單位時間內(nèi)生成n mol B的同時生成2n mol A，表示正逆反應(yīng)速率相等，說明反應(yīng)達平衡狀態(tài)，故a正確；
b．單位時間內(nèi)生成n mol C的同時消耗2n mol A，都表示正反應(yīng)速率，反應(yīng)自始至終都按此比較進行，故b正確；
c．速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，用A、B、C表示的反應(yīng)速率的比為2：1：1，故c錯誤；
d．由與可知平衡時，A的濃度為0.5mol/L，故A的濃度變化為0.5mol/L，由方程式可知平衡時B的濃度為0.25mol/L，故混合氣體中反應(yīng)物A與生成物B的體積分數(shù)之比為2：1，故d正確；
e．起始時B、C物質(zhì)的量濃度為0，混合氣體中B與C的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比為1：1，故d正確．
故選：abde．
（4）平衡常數(shù)指各生成物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積所得的比值，所以可逆反應(yīng)2A（g）?B（g）+C（g）d的平衡常數(shù)k=

c(B)?c(C)

c2(A)

；
根據(jù)實驗實驗Ⅱ計算，由圖可知，平衡時A的濃度為0.5mol/L，故A的濃度變化為1mol/L-0.5mol/L=0.5mol/L，由方程式可知平衡時B的濃度為

1

2

×0.5mol/L=0.25mol/L，C的濃度為

1

2

×0.5mol/L=0.25mol/L，該溫度下平衡常數(shù)k=

0.25×0.25

0.52

=0.25．
故答案為：

c(B)?c(C)

c2(A)

；0.25．
（5）由圖可知，T₁℃時，達平衡時A的濃度為0.2mol/L，A的濃度變化為1mol/L-0.2mol/L=0.8mol/L，由方程式可知原平衡狀態(tài)C的濃度為

1

2

×0.8mol/L=0.4mol/L，C體積分數(shù)為

0.4mol/L

1mol/L

=0.4，．T₁℃時，保持容器的體積不變，若充入amolA、bmolB、cmolC，達到平衡時C的體積分數(shù)為0.4，說明為等效平衡，該反應(yīng)前后其氣體的體積不變，故滿足B、C的物質(zhì)的量為1：1即可，與A的量無關(guān)．
a．若為a=2、b=1、c=2，n（B）≠n（C），故a錯誤；
b．a(chǎn)=0.5、b=1.7、c=1.7，n（B）═n（C），故b正確；
c．a(chǎn)=1、b=1、c=1，n（B）═n（C），故c正確；
d．a(chǎn)=x、b=c=2x（x＞0），n（B）═n（C），故d正確；
e．b=c、a為大于0的任意，n（B）═n（C），故d正確．
故選：bcde．

點評：考查反應(yīng)速率計算、化學(xué)平衡狀態(tài)特征、平衡常數(shù)、化學(xué)平衡計算、等效平衡、化學(xué)平衡圖象等，難度中等關(guān)鍵是讀懂圖象獲取信息．理解等效平衡的原理，1、恒溫恒容下反應(yīng)前后體積不變的條件下和恒溫恒壓條件下，改變起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，只要按化學(xué)計量數(shù)換算成同一半邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相同，則達到平衡后與原平衡等效．
2、恒溫恒容下反應(yīng)前后體積變化的條件下，改變起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，只要按化學(xué)計量數(shù)換算成同一半邊對應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相同，則達到平衡后與原平衡等效．