Question

15．某研究小組向某2L密閉容器中加入一定量的固體A和氣體B，發(fā)生反應(yīng)A（s）+2B（g）?D（g）+E（g）△H=QkJ•mol^-1．在T₁℃時，反應(yīng)進(jìn)行到不同時間測得各物質(zhì)的物質(zhì)的量如表：

時間（min） 物質(zhì)的量（mol）	0	10	20	30	40	50
B	2.00	1.36	1.00	1.00	1.20	1.20
D	0	0.32	0.50	0.50	0.60	0.60
E	0	0.32	0.50	0.50	0.60	0.60

（1）T₁℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.25；
（2）30min后，只改變某一條件，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是ae（填字母編號）．
a．通入一定量的B　        b．加入一定量的固體A　     c．適當(dāng)縮小容器的體積
d．升高反應(yīng)體系溫度　       e．同時加入0.2molB、0.1molD、0.1molE
（3）對于該反應(yīng)，用各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率與時間的關(guān)系示意曲線為圖1中的④（填序號）．

（4）維持容器的體積和溫度T₁不變，當(dāng)向該容器中加入1.60 mol B、0.20 mol D、0.20 mol E和nmolA，達(dá)到平衡后，與表格中20分鐘時各物質(zhì)的濃度完全相同時，則投入固體A的物質(zhì)的量n的取值范圍是＞0.3．
（5）維持容器的體積和溫度T₁不變，各物質(zhì)的起始物質(zhì)的量為n（A）=1.0 mol，n（B）=3.0 mol，n（D）=a mol，達(dá)到平衡后，n（E）=0.50 mol，則a=1.5．
（6）若該密閉容器絕熱，實(shí)驗(yàn)測得B的轉(zhuǎn)化率B%隨時間變化的示意圖如圖2所示．由圖可知，Q小于0（填“大于”或“小于”），c點(diǎn)v_正等于v_逆（填“大于”“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析 （1）T₁℃時，20min和40min均達(dá)平衡，可根據(jù)各物質(zhì)的濃度計(jì)算該溫度下平衡常數(shù)；
（2）30min后，由表中數(shù)據(jù)可知反應(yīng)體系反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量都增加；
（3）依據(jù)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡的過程分析和反應(yīng)速率變化判斷，達(dá)到平衡狀態(tài)反應(yīng)是可逆反應(yīng)，正逆反應(yīng)速率相同，速率之比等于化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比；
（4）由提供的數(shù)據(jù)可知，與表格中20分鐘時各物質(zhì)的濃度完全相同時，所以生成D、E的量為0.5-0.2=0.3mol，A的量要夠轉(zhuǎn)化所以A的量不小于0.3mol；
（5）用三段式求得B、D、E平衡物質(zhì)的量分別為2mol、（a+0.5）mol、0.5mol，代入K=0.25可求出a的值；
（6）最高點(diǎn)達(dá)平衡狀態(tài)，溫度升高B的轉(zhuǎn)化率減小，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)．

解答 解：（1）由表可知40分鐘達(dá)平衡狀態(tài)，結(jié)合平衡濃度和平衡常數(shù)概念計(jì)算，所以K=$\frac{\frac{0.6}{2}×\frac{0.6}{2}}{\frac{1.2}{2}×\frac{1.2}{2}}$=0.25，故答案為：0.25；
（2）30nim后，BDE都增加，由圖可知反應(yīng)體系反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量都增加，可能增大反應(yīng)物B的量，平衡正向移動，導(dǎo)致反應(yīng)物和生成的物質(zhì)的量都增加，或按變化量同時改變反應(yīng)物和生成物，
a．通入一定量的B平衡正向進(jìn)行，BDE增大，故a符合；　　　　　　　
b．加入一定量的固體A不影響平衡移動，BDE不變，故b不符合；
c．反應(yīng)前后氣體體積不變，適當(dāng)縮小容器的體積，平衡不動，故c不符合；　　　　　
d．反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高反應(yīng)體系溫度，平衡正向進(jìn)行，B減小，故d不符合；
e．同時加入0.2molB、0.1molD、0.1molE，BDE濃度增大，故e符合；
故選：ae；
（3）A（s）+2B（g）?D（g）+E（g）△H=QkJ•mol^-1．反應(yīng)前后氣體體積不變；
①B的反應(yīng)速率不能為0；
②B的反應(yīng)速率和DE反應(yīng)速率達(dá)到平衡狀態(tài)不能相同；
③DE變化速率 相同，圖象不符；
④DE速率相同，圖象表示的是逆向進(jìn)行，B反應(yīng)速率增大，DE反應(yīng)速率減小，故④正確
故答案為：④；
（4）由提供的數(shù)據(jù)可知，與表格中20分鐘時各物質(zhì)的濃度完全相同時，所以生成D、E的量為0.5-0.2=0.3mol，A的量要夠轉(zhuǎn)化所以A的量不小于0.3mol，可逆反應(yīng)不能完全進(jìn)行，A雖是固體，但也得有剩余，固體A的物質(zhì)的量n取值范圍大于0.3mol；
故答案為：＞0.3；
（5）A（s）+2B（g）?D（g）+E（g）
起始量       3.0mol     amol    0mol
平衡量      3-0.5×2   a+0.50    0.50mol
$\frac{\frac{0.5}{2}×\frac{a+0.5}{2}}{\frac{2}{2}×\frac{2}{2}}$
=0.25，解得a=1.5，故答案為：1.5；
（6）最高點(diǎn)達(dá)平衡狀態(tài)，溫度升高B的轉(zhuǎn)化率減小，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，即Q小于0，c點(diǎn)為平衡狀態(tài)，正逆反應(yīng)速率相等，故答案為：小于；等于．

點(diǎn)評 本題綜合考查化學(xué)平衡的影響因素，化學(xué)平衡的計(jì)算與判斷，為高考常見題型和高頻考點(diǎn)，注意把握圖象的分析與判斷，難度不大．