Question

對于反應A（g）?2B（g）△H＞0，在溫度為T₁、T₂時，平衡體系中B的體積分數隨壓強變化的曲線如圖所示．回答下列各題．
（1）根據曲線圖，分析下列說法正確的是    （填字母）．
A．a、c兩點的反應速率：a＞c
B．由狀態b到狀態a，可以通過加熱的方法
C．b、c兩點A氣體的轉化率相等
（2）上述反應在密閉容器（定容）中進行，達到平衡狀態的標志是    （填字母）．
A．單位時間內生成n mol A的同時分解2n molB
B．兩種氣體的體積分數不再改變
C．v_正（A）=2v_逆（B）
D．混合氣體的密度不再發生變化
E．混合氣體的壓強不再發生變化
（3）若上述反應達平衡時，B氣體的平衡濃度為0.1mol?L^-1，通過減小體積來增大體系的壓強（溫度保持不變），重新達平衡后，B氣體的平衡濃度    0.1mol?L^-1（填“＞”、“＜”或“=”）．
（4）在100℃時，將0.40mol的B氣體充入2L抽空的密閉容器中，每隔一定時間就對該容器內的物質進行分析，得到如下表的數據：

時間（s）		20	40	60	80
n（B）/mol	0.40	n1	0.26	n3	n4
n（A）/mol	0.00	0.05	n2	0.08	0.08

①在上述條件下，從反應開始至40s時，以A氣體表示的該反應的平均反應速率為    ；
②上表中n₃    n₄（填“＞”、“＜”或“=”），反應A（g）?2B（g）在100℃時的平衡常數K的值為    ，升高溫度后，反應2B（g）?A（g）的平衡常數K的值    （填“增大”、“減小”或“不變”）；
③若在相同情況下最初向該容器中充入的是A氣體，要達到上述同樣的平衡狀態，A氣體的起始濃度為    mol?L^-1．

Answer 1

【答案】分析：（1）A（g）?2B（g）△H＞0，該反應為吸熱反應，升高溫度，化學平衡正向移動，B的體積分數增大，故T₁＜T₂；增大壓強，化學平衡逆向移動，B的體積分數減小，結合圖象來分析解答．
A．a、c兩點都在等溫線上，壓強越大，反應速率越快；
B．壓強相同，升高溫度，化學平衡正向移動，B的體積分數增大，a點B的體積分數大；
C．根據b、c兩點平衡體系中NO₂的體積分數相等來判斷；
（2）當化學反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不再發生變化，由此衍生的一些物理性不變，以此解答該題；
（3）減小體積增大壓強，平衡向逆反應方向移動，移動的結果是降低B的濃度增大，但不會消除增大；
（4）①根據公式反應速率v=計算v（B），再根據速率之比等于化學計量數之比計算v（A）；
②化學平衡狀態時，各組分的濃度不再隨時間的改變而改變；
計算平衡時各組分的平衡濃度，代入平衡常數表達式k=計算；
反應2B（g）?A（g）為放熱反應，溫度升高，平衡體系向著吸熱的方向進行，據此判斷K的變化情況；
③該容器只充入的是A氣體，恒溫恒容下，要達到上述同樣的平衡狀態，為等效平衡，按化學計量數轉化應得到0.4mol的B，據此計算A的起始濃度．
解答：解：（1）A．由圖象可知，a、c兩點都在等溫線上，c的壓強大，壓強越大，反應速率越快，則a、c兩點的反應速率：a＜c，故a錯誤；
B．升高溫度，化學平衡正向移動，B的體積分數增大，由圖象可知，a點B的體積分數大，則T₁＜T₂，由狀態b到狀態a，可以用加熱的方法，故B正確；
C．b、c兩點平衡體系中B的體積分數相等，氣體的平均相對分子質量：b=c，故C正確；
故答案為：BC；
（2）A．單位時間內生成n mol A的同時分解2n molB，都表示逆反應速率，反應始終按此比例進行，不能說明到達平衡狀態，故A錯誤；
B．到達平衡時各組分的含量不變，兩種氣體的體積分數不再改變，說明到達平衡，故B正確；
C．v_正（A）=2v_逆（B），即v_正（A）：v_逆（B）=2：1，不等于化學計量數之比，反應到達平衡狀態，向正反應進行，故C錯誤；
D．混合氣體的總質量不變，容器的容積不變，混合氣體的密度始終不變，故D錯誤；
E．隨反應進行，反應混合物的總物質的量增大，壓強增大，混合氣體的壓強不再發生變化，說明到達平衡狀態，故E正確；
故答案為：BE；
（3）減小體積增大壓強，平衡向逆反應方向移動，移動的結果是降低B的濃度增大，但不會消除增大，到達新平衡時B濃度大于0.1mol/L，故答案為：＞；
（4）①從反應開始直至40s時，v（B）==0.00175mol/（L?s），速率之比等于化學計量數之比，故v（A）=v（B）=×0.00175mol/（L?s）=0.000875mol/（L?s），
故答案為：0.000875mol/（L?s）；
②在60s、80s時，A的物質的量都是0.08mol，反應處于平衡狀態，所以n₃=n₄，A的平衡濃度為=0.04mol/L，B的平衡濃度為-2×0.04mol/L=0.12mol/L，反應的平衡常數k===0.36，
反應2B（g）?A（g）為放熱反應，溫度升高，平衡體系向逆反應方向移動，平衡常數k減小，
故答案為：=；0.36；減小；
③該容器只充入的是A氣體，恒溫恒容下，要達到上述同樣的平衡狀態，為等效平衡，按化學計量數轉化應得到0.4mol的B，故起始充入的A氣體物質的量為0.4mol×=0.2mol，A的起始濃度是 =0.1mol?L^-1，
故答案為：0.1．
點評：本題考查化學平衡圖象、化學平衡影響因素與計算、反應速率計算、化學平衡常數、等效平衡等，題目較為綜合，難度中等，（4）③中注意等效平衡的利用．