Question

石油氣“芳構化”是由石油氣生產高辛烷值汽油的一種有效生產工藝．
測得反應2C₄H₁₀?C₈H₁₀（g）+5H₂在不同溫度下的平衡常數變化如表：

溫度（℃）	400	450	500
平衡常數K	a	6a	40a

（1）該反應的正反應是

 

（吸熱、放熱）反應．
（2）向2L密閉定容容器中充入2mol C₄H₁₀，反應10s后測得H₂濃度為1mol/L，此10s內，以C₈H₁₀表示的平均速率為

 

．
（3）能表示該反應在恒溫恒容密閉容器中t₁時刻后已經達平衡狀態(tài)的圖示是

 

．

（4）如圖表示某溫度時將一定量的C₄H₁₀（含少量H₂）充入容器中反應期間物質濃度隨時間的變化（容器容積可變），實線代表C₈H₁₀，虛線代表C₄H₁₀．請用實線補充畫出t₁～t₄間C₈H₁₀的濃度變化曲線．

Answer 1

考點：化學平衡常數的含義,反應速率的定量表示方法,化學平衡狀態(tài)的判斷,物質的量或濃度隨時間的變化曲線

專題：化學平衡專題

分析：（1）依據圖表數據，平衡常數隨溫度升高增大，平衡正向進行；
（2）依據反應速率V=

△c

△t

計算；
（3）a、反應前后都是氣體，氣體質量始終不變；
b、反應前后氣體質量不變，物質的量增大，平均摩爾質量不變說明反應達到平衡狀態(tài)；
c、氣體質量不變，體積不變，密度在反應過程中和平衡狀態(tài)都不變；
d、反應前后氣體物質的量變化，壓強之比等于氣體物質的量之比，物質的量不變，反應達到平衡；
（4）剛開始因為達到平衡狀態(tài)，所以濃度不變，后面體積縮小為原來的1/2（根據虛線的濃度變化可知），所以實線濃度也變兩倍，后面又慢慢減小，直至繼續(xù)平衡．

解答： 解：（1）圖表數據，平衡常數隨溫度升高增大，平衡正向進行，正反應是吸熱反應；
故答案為：吸熱；  
（2）向2L密閉定容容器中充入2mol C₄H₁₀，反應10s后測得H₂濃度為1mol/L，2C₄H₁₀?C₈H₁₀（g）+5H₂，反應過程中生成C₈H₁₀的物質的量濃度為

1

5

×1mol/L=0.2mol/L，此10s內，以C₈H₁₀表示的平均速率=

0.2mol/L

10s

=0.02mol/L?s；
故答案為：0.02mol/（L?s）；  
（3）2C₄H₁₀?C₈H₁₀（g）+5H₂，反應是氣體體積增大的反應吸熱反應，依據平衡移動原理分析圖象；
a、反應前后都是氣體，氣體質量在反應過程中和平衡狀態(tài)都始終不變，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故a不符合；
b、反應前后氣體質量不變，物質的量增大，平均摩爾質量不變說明反應達到平衡狀態(tài)，故b符合；
c、氣體質量不變，體積不變，密度在反應過程中和平衡狀態(tài)都不變，故c不符合；
d、反應前后氣體物質的量變化，壓強之比等于氣體物質的量之比，物質的量不變壓強不變，說明反應達到平衡，故d符合；
故答案為：b、d；  
（4）分析圖象可知，剛開始因為達到平衡狀態(tài)，所以濃度不變，后面體積縮小為原來的

1

2

（根據虛線的濃度變化可知），所以實線濃度也變兩倍，濃度變化為0.40mol/L，隨反應進行后面又慢慢減小，直至繼續(xù)平衡，據此畫出的圖象為：；

故答案為：．

點評：本題考查了平衡常數影響因素，反應速率概念計算應用，平衡標志的分析判斷，掌握圖象分析與繪制方法，曲線變化起點和變化是解題關鍵，題目難度中等．