Question

8．在體積恒定的密閉容器中投入物質(zhì)A和物質(zhì)B在適宜的條件下發(fā)生反應：A（s）+2B（g）?2C（g）+D（g）
（1）下列能表示該反應已達平衡狀態(tài)的是  BD
A．2v（B）_正=v（D）_逆
B．混合氣體的密度保持不變
C．混合氣體中B、C、D的濃度之比為2：2：1
D．混合氣體的壓強不隨時間變化而變化
（2）相同的壓強下，充入一定量的A、B后，在不同溫度下C的百分含量與時間的關(guān)系如圖1所示．則T₁＞T₂（填“＞”、“＜”或“=”），該反應的正反應的△H＞0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）若該反應的逆反應速率與時間的關(guān)系如2圖所示：

①由圖可見，反應在t₁、t₃、t₇時都達到了平衡，而t₂、t₈時都改變了條件，則t₈時改變的條件是使用催化劑．
②若t₄時降壓，t₅時達到平衡，t₆時增大反應物的濃度，請在圖中畫出t₄～t₆時逆反應速率與時間的關(guān)系線．
（4）物質(zhì)B在一定波長的光照射下發(fā)生分解反應，B的濃度隨反應時間變化如圖3所示，計算反應4～8min間的平均反應速率2.5mol•L^-1•min^-1，推測反應進行到16min時B的濃度約為2.5mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）當化學反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理性不變，據(jù)此解答；
（2）根據(jù)先拐先平衡，如圖1T₁＞T₂，溫度高C的百分含量也大，所以升溫平衡向正反應方向移動，故正反應為吸熱反應；
（3）①t₈后，正逆反應速率同等程度增大，反應前后氣體體積不相同，只能是使用了催化劑；
②根據(jù)速率圖象分析，根據(jù)t₄時降壓，平衡正向移動，t₅時達到平衡，t₆時增大反應物的濃度，平衡正向移動，分析繪制圖象；
（4）根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算反應4～8min間的平均反應速率；0～4 min期間，反應物濃度變化為（40-20）mol/L=20mol/L，4～8 min期間，反應物濃度變化為（20-10）mol/L=10μmol/L，可知，每隔4分鐘，速率降為原來的一半，據(jù)此計算．

解答 解：（1）A．V_正（B）=2V_逆（D），說明正逆反應速率相等，才可以判斷是否達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B．A為固體，反應正向進行時氣體質(zhì)量增大，密度增大，所以密度不變時反應達到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．混合氣體中B、C、D的濃度之比為2：2：1不能說明正逆反應速率相等，不能判斷是否達到平衡狀態(tài)，故C錯誤；
D．該反應是一個反應前后氣體體積改變的反應，混合氣體的總壓強不變，該反應達到平衡狀態(tài)，故D正確；
故選：BD；
（2）根據(jù)先拐先平衡，如圖1T₁＞T₂，溫度高C的百分含量也大，所以升溫平衡向正反應方向移動，故正反應為吸熱反應，
故答案為：＞；＞；
（3）①t₈后，正逆反應速率同等程度增大，反應前后氣體體積不相同，只能是使用了催化劑，
故答案為：使用催化劑；
②t₄時降壓，則逆反應速率瞬間變小后逐漸增大，平衡正向移動，t₅時達到平衡逆反應速率不變，t₆時增大反應物的濃度，逆反應瞬間沒變，但隨后速率也會慢慢增加，所以請在圖2中畫出t₄～t₆時逆反應速率與時間的關(guān)系線如圖：，
故答案為：；
（4）由圖可知，4～8 min期間，反應物濃度變化為（20-10）mol/L=10mol/L，
所以4～8 min期間，反應速率為$\frac{10mol/L}{4min}$=2.5 mol/（L•min）；
由圖可知，0～4 min期間，反應物濃度變化為（40-20）mol/L=20mol/L，4～8 min期間，反應物濃度變化為（20-10）mol/L=10mol/L，可知，每隔4分鐘，濃度變化量降為原來的一半，所以8～12min濃度變化為5 mol/L，12～16min濃度變化為2.5 mol/L，
所以16min時濃度為10 mol/L-5 mol/L-2.5 mol/L=2.5 mol/L，
故答案為：2.5 mol/（L•min）；2.5 mol/L．

點評 本題考查了化學平衡狀態(tài)的判斷及有關(guān)計算，本題的亮點在于連續(xù)多個條件改變引起v-t圖的變化，更有意思的是學生習慣于v_正、v_逆一起畫，而本題只要求單畫v_逆，這打破了考生的思維定勢，對于學生在真正考中順利解答此類問題有著積極的作用．