Question

在容積為2L的密閉容器中，進行反應(yīng)：A（g）+2B（g）C（g）+D（g）
在不同溫度下，D的物質(zhì)的量n（D）和時間t的關(guān)系如圖所示．試回答下列問題：
（1）800℃時，0-5min內(nèi)，以B的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為

 

．
（2）能判斷該反應(yīng)達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是

 

．
a．容器中壓強不變
b．混合氣體中c（A）不變
c．2v_正（B）=v_逆（D）
d．A、B、C、D四者共存
（3）該反應(yīng)的正反應(yīng)為

 

反應(yīng)（填吸熱或放熱）；判斷的理由是

 

．
（4）若最初加入1.0molA和2.2molB，利用圖中數(shù)據(jù)計算800℃時的平衡常數(shù)K（要求有計算過程）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)圖象中800℃時，0-5min內(nèi)D的物質(zhì)的量的變化，求出B的變化，再求出B的反應(yīng)速率；
（2）當化學反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)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)此判斷；
（3）根據(jù)圖象中溫度對平衡的影響分析；
（4）若最初加入1.0molA和2.2molB，利用三段式求出平衡時的物質(zhì)的量及濃度，再根據(jù)平衡常數(shù)表達式計算．

解答：解：（1）由圖象可知，800℃時，0-5min內(nèi)D的物質(zhì)的量的變化為0.6mol，則參加反應(yīng)的B的物質(zhì)的量為1.2mol，則v（B）=

n V

t

=

1.2mol 2L

5min

=0.12mol?L^-1?min^-1，
故答案為：0.12mol?L^-1?min^-1；
（2）a．根據(jù)方程式可知，反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量減小，壓強減小，當容器中壓強不變時，即是平衡狀態(tài)，故a正確；
b．混合氣體中c（A）不變時，則A的正逆反應(yīng)速率相等，是平衡狀態(tài)，故b正確；
c．不同物質(zhì)表示反應(yīng)速率時，正逆反應(yīng)速率之比等于化學計量數(shù)之比是平衡狀態(tài)，則v_正（B）=2v_逆（D）是平衡狀態(tài)，故c錯誤；
d．當反應(yīng)開始后，A、B、C、D四者共存，但平衡不一定達到平衡狀態(tài)，故d錯誤；
故答案為：ab；
（3）由圖象可知，800℃時D的物質(zhì)的量大于700℃時D的物質(zhì)的量，說明溫度越高，D的物質(zhì)的量越大，則升高溫度平衡正移，所以正方向為吸熱方向，
故答案為：吸熱；溫度高，D的含量大，依據(jù)勒夏特列原理，升溫有利于吸熱反應(yīng)；
（4）若最初加入1.0molA和2.2molB，設(shè)參加反應(yīng)的A為nmol，
                 A（g）+2B（g）?C（g）+D（g）
初始的量：（mol）  1.0    2.2       0     0 
反應(yīng)的量：（mol）   n     2n        n      n
平衡的量：（mol）  1-n   2.2-2n     n      n
由圖象可知平衡時D的物質(zhì)的量為0.6mol，即n=0.6mol，則平衡時c（A）=

1-n

V

=0.2mol/L，c（B）=

2.2-2n

V

=0.5mol/L，
c（C）=c（D）=

0.6mol

2L

=0.3mol/L，則K=

0.3×0.3

0.2×0．52

=1.8，
答：800℃時的平衡常數(shù)K為1.8．

點評：本題考查了平衡狀態(tài)的判斷，反應(yīng)速率的計算，外界條件對平衡的影響，平衡常數(shù)的計算，涉及的知識點較多，題目難度中等．