Question

10．已知反應(yīng)：A（g）+Xb（g）?2C（g） 在一定溫度下的密閉容器中充入等物質(zhì)的量的氣體A和B，達(dá)到平衡后，只改變反應(yīng)的一個(gè)條件，測得容器內(nèi)有關(guān)物質(zhì)的濃度，反應(yīng)速率隨時(shí)間變化如圖所示：

請(qǐng)回答下列問題：
（1）x=1．0-20min內(nèi)平均速率v（B）=0.05mol/L•min當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，v（B）正：v（C）逆=1：2
（2）在20min--30min時(shí)段內(nèi)，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)=4若20min，35min，55min時(shí)，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)分別為K₁，K₂，K₃，則三者大小關(guān)系為：K₁=K₂＜K₃
（3）當(dāng)反應(yīng)生成2molC時(shí)，放熱（填：放出或吸收）QKJ的熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：A（g）+B（g）?2C（g）△H=-QKJ/mol．

Answer 1

分析 （1）由圖象可知，30min時(shí)A、C的濃度瞬時(shí)增大相同的倍數(shù)，正、逆反應(yīng)速率增大相同倍數(shù)，反應(yīng)仍處于平衡狀態(tài)，故不能是溫度變化，而是壓縮體積增大壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，則1+X=2，故X=1，依據(jù)圖象變化計(jì)算A的反應(yīng)速率，不同物質(zhì)表示的正逆速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算得到B的反應(yīng)速率；
（2）化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值，20～30 min改變的條件是降低壓強(qiáng)，故25 min、35 min是溫度相同，平衡常數(shù)相同，55min時(shí)A濃度減小，C濃度增大，平衡正向進(jìn)行，說明改變的是溫度變化；
（3）右圖分析可知40min后反應(yīng)速率減小，反應(yīng)前后氣體體積不變，左圖中40min后反應(yīng)正向進(jìn)行，證明改變的是溫度，并且是降低溫度減小反應(yīng)速率，平衡正向進(jìn)行，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)．

解答 解：（1）由圖象可知，30min時(shí)A、C的濃度瞬時(shí)增大相同的倍數(shù)，正、逆反應(yīng)速率增大相同倍數(shù)，反應(yīng)仍處于平衡狀態(tài)，故不能是溫度變化，而是壓縮體積增大壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，則1+X=2，故X=1，0-20min內(nèi)平均速率V（A）=$\frac{2.0mol/L-1.0mol/L}{20min}$=0.05mol/L•min，不同物質(zhì)表示的正逆速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，v（B）=V（A）=0.05mol/L•min，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，v（B）正：v（C）逆=1：2；
故答案為：1，0.05mol/L•min，1：2；
（2）在20min--30min時(shí)段內(nèi)，計(jì)算平衡濃度
                A（g）+B（g）?2C（g）
起始量（mol/L）  2      2        0
變化量（mol/L）  1      1        2
平衡量（mol/L）  1      1        2
平衡常數(shù)k=$\frac{{c}^{2}（C）}{c（A）c（B）}$=$\frac{{2}^{2}}{1×1}$=4，
20～30 min改變的條件是降低壓強(qiáng)，故25 min、35 min是溫度相同，平衡常數(shù)相同，故K₂=K₁，55min時(shí)A濃度減小，C濃度增大，平衡正向進(jìn)行，右圖可知反應(yīng)速率減小，說明改變的是溫度變化，降低溫度反應(yīng)速率減小，平衡正向進(jìn)行說明平衡常數(shù)K₃增大，所以K₁=K₂＜K₃；
故答案為：4；K₁=K₂＜K₃；
（3）右圖分析可知40min后反應(yīng)速率減小，反應(yīng)前后氣體體積不變，左圖中40min后反應(yīng)正向進(jìn)行，綜合分析可知，改變的條件是改變溫度，并且是降低溫度減小反應(yīng)速率，平衡正向進(jìn)行，平衡移動(dòng)原理推斷正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)生成2molC時(shí)放出QKJ的熱量，則反應(yīng)焓變?yōu)?QKJ/mol，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：A（g）+B（g）?2C（g）△H=-QKJ/mol；
故答案為：放熱；A（g）+B（g）?2C（g）△H=-QKJ/mol．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡圖象問題、化學(xué)平衡常數(shù)、熱化學(xué)方程式書寫、平衡狀態(tài)特征等，題目難度中等，根據(jù)圖象濃度的變化以及反應(yīng)速率的變化判斷化學(xué)反應(yīng)狀態(tài)以及影響反應(yīng)速率的條件是，平衡常數(shù)計(jì)算和影響因素分析是解題關(guān)鍵，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵．