Question

T℃時，向某密閉容器中加入0.3molA、0.1molC和一定量的B三種氣體，保持溫度不變，使之發(fā)生反應(yīng)，各物質(zhì)濃度隨時間t（min）的變化如圖中甲圖所示[t₀～t₁階段c（B）未畫出]，乙圖為t₂時刻后改變?nèi)萜髦袟l件，微觀過程反應(yīng)速率隨時間變化的情況，且四個階段都各改變一種不同的條件．已知t₃～t₄階段為使用催化劑；t₅～t₆階段容器內(nèi)B的物質(zhì)的量共增加0.01mol，而此過程中容器與外界的熱交換總量為akJ．

（1）t₀-t₁階段該反應(yīng)的平均化學(xué)反應(yīng)速率為 v（B）=

 

mol?L^-1?min^-1；
（2）t₃-t₄階段改變的條件為

 

；
（3）該反應(yīng)t₁時建立第一次平衡時的對應(yīng)其化學(xué)方程式的化學(xué)平衡常數(shù)為

 

；
（4）在t₁-t₄的各平衡階段中，與t₁-t₂平衡階段相比平衡常數(shù)的有關(guān)變化為

 

（填序號）；
a、t₃～t₄增大、t₅～t₆增大        
b、t₃～t₄增大、t₅～t₆減小
c、t₃～t₅階段不變、t₅～t₆增大    
d、t₃～t₅階段不變、t₅～t₆減小
（5）如果t₅～t₆階段同時采取t₃～t₄階段的措施，此過程中容器與外界的熱交換總量將

 

（填“大于”、“等于”、“小于”或“無法確定”）aKJ，理由是

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)的量或濃度隨時間的變化曲線,化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖象的綜合應(yīng)用

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)圖甲，反應(yīng)中A的濃度變化為0.15mol/L-0.06mol/L=0.09mol/L，C的濃度變化為0.11mol/L-0.05mol/L=0.06mol/L，反應(yīng)中A與C的計量數(shù)之比為0.09：0.06=3：2，t₃～t₄階段與t₄～t₅階段正逆反應(yīng)速率都相等，而t₃～t₄階段為使用催化劑，則t₄～t₅階段應(yīng)為減小壓強，則該反應(yīng)中氣體的化學(xué)計量數(shù)之和前后相等，則有：3A（g）?B（g）+2C（g），根據(jù)速率之比等于反應(yīng)方程式系數(shù)之比結(jié)合反應(yīng)速率v=

△c

△t

分析計算；
（2）根據(jù)（1）的分析，t₃～t₄階段為使用催化劑；
（3）結(jié)合圖象書寫化學(xué)方程式，結(jié)合平衡常數(shù)K=

生成物平衡濃度冪次方乘積

反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積

計算得到；
（4）依據(jù)圖象的特征推導(dǎo)出每一段時間改變的條件，結(jié)合影響化學(xué)平衡的因素分析判斷；
（5）根據(jù)其他條件不變，使用催化劑，平衡狀態(tài)不移動判斷．

解答： 解：（1）在t₀～t₁時間段的平均反應(yīng)速率為：v（C）=

0.11mol/L-0.05mol/L

t1

=

0.06

t1

mol?L^-1?s^-1；反應(yīng)中A的濃度變化為0.15mol/L-0.06mol/L=0.09mol/L，C的濃度變化為0.11mol/L-0.05mol/L=0.06mol/L，反應(yīng)中A與C的計量數(shù)之比為0.09：0.06=3：2，t₃～t₄階段與t₄～t₅階段正逆反應(yīng)速率都相等，而t₃～t₄階段為使用催化劑，則t₄～t₅階段應(yīng)為減小壓強，則該反應(yīng)中氣體的化學(xué)計量數(shù)之和前后相等，則有：3A（g）?B（g）+2C（g），根據(jù)速率之比等于反應(yīng)方程式系數(shù)之比，所以
v（B）=

0.03

t 1

mol?L^-1?s^-1；故答案為：

0.03

t 1

；
（2）根據(jù)（1）的分析，t₃～t₄階段為使用催化劑，故答案為：催化劑；
（3）根據(jù)（1）的分析，化學(xué)方程式為3A（g）?B（g）+2C（g），反應(yīng)t₁時建立第一次平衡時的對應(yīng)其化學(xué)方程式的化學(xué)平衡常數(shù)K=

c(B)c 2(C)

c 3(A)

=

0.05×0.11 2

0.06 3

=2.80；故答案為：2.80；
（4）根據(jù)圖象可知，t₂～t₃階段改變條件瞬間有一反應(yīng)速率不變，所以為改變濃度，t₃～t₄階段與t₄～t₅階段正逆反應(yīng)速率都相等，而t₃～t₄階段為使用催化劑，則t₄～t₅階段應(yīng)為減小壓強，根據(jù)圖象可知t₅～t₆階段應(yīng)為升高溫度且B的物質(zhì)的量共增加0.01mol，即升溫平衡向正反應(yīng)方向移動，又平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān)，所以t₁-t₅的平衡常數(shù)不變，t₅～t₆階段應(yīng)為升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)變大，故選：c；
（5）因為其他條件不變，使用催化劑，平衡狀態(tài)不移動，所以t₅～t₆階段同時采取t₃～t₄階段的措施，此過程中容器與外界的熱交換總量將仍為aKJ，
故答案為：等于；其他條件不變，使用催化劑，平衡狀態(tài)不移動．

點評：本題考查了化學(xué)平衡的影響因素分析判斷，化學(xué)平衡常數(shù)、反應(yīng)速率概念計算應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．