Question

在某容積為2L的恒容密閉容器中，有A、B、C、D四種氣體發(fā)生反應(yīng)，回答下列問題：

（1）如果四種氣體物質(zhì)的量（n）隨時(shí)間（t）的變化曲線如圖1所示，則：
①該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

（反應(yīng)物與生成物用字母表示，下同），反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為

 

；
②在2min時(shí)，圖象發(fā)生改變的原因可能是

 

（用字母表示）
A．升高溫度                 B．充入A物質(zhì)增大壓強(qiáng)
C．分離出C物質(zhì)             D．加入催化劑
（2）如果反應(yīng)方程式為A（g）+B（g）?C（g）+D（g），已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下表所示，A、B的起始濃度均為1mol?L^-1，C、D為0mol?L^-1

t/℃	700	800	830	1000	1200
K	2.6	1.7	1.0	0.9	0.6

①該反應(yīng)是

 

反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”），830℃反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率為

 

．
②已知某溫度下，反應(yīng)以上述的初始濃度開始，到6min時(shí)到達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)，c（D）隨時(shí)間t（min）變化的部分曲線如圖2所示，平衡后在7min時(shí)再充入1mol的D氣體，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)至9min時(shí)各物質(zhì)濃度不再變化，請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出從充入D的一刻到10min時(shí)D濃度的變化曲線．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線,化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）①根據(jù)物質(zhì)的量的變化判斷反應(yīng)物和生成物，再根據(jù)物質(zhì)的量的變化之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比書寫方程式；化學(xué)平衡常數(shù)為生成物濃度系數(shù)次冪的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪乘積的比值；
②由圖象可知2min時(shí)反應(yīng)速率加快，據(jù)此分析；
（2）①由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高，平衡常數(shù)越小，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，據(jù)此判斷；令參加反應(yīng)的B的物質(zhì)的量為x mol，利用三段式表示出平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量，由于反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和相等，故利用物質(zhì)的量代替濃度代入平衡常數(shù)列方程計(jì)算；
②7min時(shí)再充入1mol的D氣體，D的物質(zhì)的量瞬間增大到1mol/L，然后化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，即D濃度減小，根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算出到9min時(shí)D濃度，畫出圖象．

解答： 解：（1）達(dá)到平衡時(shí)A、B、C、D改變的物質(zhì)的量分別為0.8mol、1.0mol、1.2mol、0.8mol，且A、B的物質(zhì)的量減少，應(yīng)為反應(yīng)物；C、D的物質(zhì)的量增加，應(yīng)為生成物，故反應(yīng)的化學(xué)方程式為4A+5B?6C+4D；化學(xué)平衡常數(shù)為K=

c6(C)?c4(D)

c4(A)?c5(B)

，故答案為：4A+5B?6C+4D；

c6(C)?c6(D)

c4(A)?c5(B)

；
②從圖象看，2～3min時(shí)圖象的斜率變大，說明化學(xué)反應(yīng)速率變快．增大壓強(qiáng)、加入催化劑均增大化學(xué)反應(yīng)速率，而降低溫度減小化學(xué)反應(yīng)速率．增加A的物質(zhì)的量，雖能加快化學(xué)反應(yīng)速率，但圖象要產(chǎn)生突變，故答案為：AD；
（2）①由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高，平衡常數(shù)越小，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；設(shè)平衡時(shí)參加反應(yīng)的B的物質(zhì)的量為xmol/L，則：
              A（g）+B（g）?C（g）+D（g）
開始（mol/L）：1      1      0     0
變化（mol/L）：x      x       x     x
平衡（mol/L）：1-x    1-x      x    x
故

x2

(1-x)2

=1，解得x=0.5mol/L，轉(zhuǎn)化率為：

0.5mol/L

1mol/L

×100%=50%，
故答案為：放熱；50%；
②“反應(yīng)以上述的初始濃度開始”，6min時(shí)，D濃度為0.5mol/L，則平衡時(shí)，各物質(zhì)濃度均為0.5mol/L，化學(xué)平衡常數(shù)為：

(0.5mol/L)2

(0.5mol/L)2

=1；7min時(shí)再充入1mol的D氣體，D的物質(zhì)的量瞬間增大到1mol/L，然后化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，即D濃度減小；9min時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)，平衡時(shí)參加反應(yīng)的D的物質(zhì)的量為ymol/L，則：
               A（g）+B（g）?C（g）+D（g）
開始（mol/L）：0.5     0.5     0.5      1
變化（mol/L）：y      y      y         y
平衡（mol/L）：0.5+y  0.5+y    0.5-y    1-y    

(0.5-y)?(1-y)

(0.5+y)2

=1，y=0.1mol/L，即9min時(shí)，D濃度為1mol/L-0.1mol/L=0.9mol/L，根據(jù)以上分析畫出曲線，
故答案為：．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)圖象的觀察分析能力，圖象中各物質(zhì)在不同的時(shí)間段中物質(zhì)的量的變化趨勢(shì)是解答本題的關(guān)鍵，題目難度中等．