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(fā)生反應(yīng)，各物質(zhì)的濃度隨時(shí)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(shí)刻后改變反應(yīng)條件，反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化情況，已知在t₂、t₃、t₄、t₅時(shí)刻各改變一種不同的條件，其中t₃時(shí)刻為使用催化劑．

（1）若t₁=15s，則t₀～t₁階段的反應(yīng)速率為v（C）=0.02mol•L^-1•min^-1．
（2）t₄時(shí)刻改變的條件為減小壓強(qiáng)，B的起始物質(zhì)的量為2mol．
（3）t₅時(shí)刻改變的條件為升高溫度，該反應(yīng)的逆反應(yīng)為放熱反應(yīng)（填“吸熱反應(yīng)”或“放熱反應(yīng)”）．
（4）已知t₀～t₁階段該反應(yīng)放出或吸收的熱量為Q kJ（Q為正值），試寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)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(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算t₀～t₁階段以C物質(zhì)的濃度變化表示的反應(yīng)速率；
（2）t₄～t₅階段正逆反應(yīng)速率減小且相等，如是降低溫度，平衡移動(dòng)發(fā)生移動(dòng)，則正逆反應(yīng)速率不相等，所以是減小了壓強(qiáng)；根據(jù)A、C濃度的變化判斷二者計(jì)量數(shù)關(guān)系，根據(jù)t₄～t₅階段判斷化學(xué)方程式，然后根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算；
（3）根據(jù)t₅～t₆階段正逆反應(yīng)速率變化可知，t₅時(shí)升高了溫度，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，所以該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；
（4）然后根據(jù)題中數(shù)據(jù)計(jì)算出焓變，再依據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法寫出此溫度下該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式；
（5）溫度最高反應(yīng)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(shí)間段的平均反應(yīng)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(yīng)速率都減小且相等，所以不可能是降低溫度，應(yīng)該為減小壓強(qiáng)；反應(yīng)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(yīng)中A與C的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為0.2：0.3=2：3，根據(jù)t₄～t₅階段改變壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)可知，該反應(yīng)的方程式為2A（g）+B（g）?3C（g）；由方程式可知反應(yīng)過(guò)程中消耗的B的物質(zhì)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(zhì)的量=0.5mol/L×
4L=2mol，
故答案為：減小壓強(qiáng)； 2mol；
（3）該反應(yīng)是體積不變的反應(yīng)，而t₅～t₆階段正逆反應(yīng)速率都增大，說(shuō)明是升高了溫度；升高溫度后正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，說(shuō)明該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，逆反應(yīng)為放熱反應(yīng)，
故答案為：升高溫度，放熱反應(yīng)；
（4）依據(jù)（2）的計(jì)算得到A的物質(zhì)的量共變化物質(zhì)的量=（1mol/L-0.8mol/L）×4L=0.8mol/L，而此過(guò)程中容器與外界的熱交換總量為QkJ，所以2molA反應(yīng)熱量變化為2.5QKJ，所以反應(yīng)的熱化學(xué)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(yīng)速率影響因素可知，升高溫度，反應(yīng)速率增大，Ⅴ的溫度最高，故答案為：Ⅴ．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)反應(yīng)平衡影響因素的分析判斷、熱化學(xué)方程式的書寫，難度中等，解題關(guān)鍵是明確影響化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的因素，（3）為易錯(cuò)點(diǎn)，注意根據(jù)圖象判斷該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)．