Question

10．已知反應：A（g）+Xb（g）?2C（g） 在一定溫度下的密閉容器中充入等物質的量的氣體A和B，達到平衡后，只改變反應的一個條件，測得容器內有關物質的濃度，反應速率隨時間變化如圖所示：

請回答下列問題：
（1）x=1．0-20min內平均速率v（B）=0.05mol/L•min當反應達到平衡狀態(tài)時，v（B）正：v（C）逆=1：2
（2）在20min--30min時段內，該反應的化學平衡常數(shù)=4若20min，35min，55min時，反應的化學平衡常數(shù)分別為K₁，K₂，K₃，則三者大小關系為：K₁=K₂＜K₃
（3）當反應生成2molC時，放熱（填：放出或吸收）QKJ的熱量，寫出該反應的熱化學方程式：A（g）+B（g）?2C（g）△H=-QKJ/mol．

Answer 1

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

解答 解：（1）由圖象可知，30min時A、C的濃度瞬時增大相同的倍數(shù)，正、逆反應速率增大相同倍數(shù)，反應仍處于平衡狀態(tài)，故不能是溫度變化，而是壓縮體積增大壓強，平衡不移動，則1+X=2，故X=1，0-20min內平均速率V（A）=$\frac{2.0mol/L-1.0mol/L}{20min}$=0.05mol/L•min，不同物質表示的正逆速率之比等于化學計量數(shù)之比，v（B）=V（A）=0.05mol/L•min，當反應達到平衡狀態(tài)時，v（B）正：v（C）逆=1：2；
故答案為：1，0.05mol/L•min，1：2；
（2）在20min--30min時段內，計算平衡濃度
                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，故25 min、35 min是溫度相同，平衡常數(shù)相同，故K₂=K₁，55min時A濃度減小，C濃度增大，平衡正向進行，右圖可知反應速率減小，說明改變的是溫度變化，降低溫度反應速率減小，平衡正向進行說明平衡常數(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后反應速率減小，反應前后氣體體積不變，左圖中40min后反應正向進行，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速率，平衡正向進行，平衡移動原理推斷正反應為放熱反應，當反應生成2molC時放出QKJ的熱量，則反應焓變?yōu)?QKJ/mol，反應的熱化學方程式為：A（g）+B（g）?2C（g）△H=-QKJ/mol；
故答案為：放熱；A（g）+B（g）?2C（g）△H=-QKJ/mol．

點評 本題考查化學平衡圖象問題、化學平衡常數(shù)、熱化學方程式書寫、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速率的變化判斷化學反應狀態(tài)以及影響反應速率的條件是，平衡常數(shù)計算和影響因素分析是解題關鍵，掌握基礎是關鍵．