Question

8．在體積恒定的密閉容器中投入物質(zhì)A和物質(zhì)B在適宜的條件下發(fā)生反應(yīng)：A（s）+2B（g）?2C（g）+D（g）
（1）下列能表示該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是  BD
A．2v（B）_正=v（D）_逆
B．混合氣體的密度保持不變
C．混合氣體中B、C、D的濃度之比為2：2：1
D．混合氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化而變化
（2）相同的壓強(qiáng)下，充入一定量的A、B后，在不同溫度下C的百分含量與時(shí)間的關(guān)系如圖1所示．則T₁＞T₂（填“＞”、“＜”或“=”），該反應(yīng)的正反應(yīng)的△H＞0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）若該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系如2圖所示：

①由圖可見，反應(yīng)在t₁、t₃、t₇時(shí)都達(dá)到了平衡，而t₂、t₈時(shí)都改變了條件，則t₈時(shí)改變的條件是使用催化劑．
②若t₄時(shí)降壓，t₅時(shí)達(dá)到平衡，t₆時(shí)增大反應(yīng)物的濃度，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出t₄～t₆時(shí)逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系線．
（4）物質(zhì)B在一定波長(zhǎng)的光照射下發(fā)生分解反應(yīng)，B的濃度隨反應(yīng)時(shí)間變化如圖3所示，計(jì)算反應(yīng)4～8min間的平均反應(yīng)速率2.5mol•L^-1•min^-1，推測(cè)反應(yīng)進(jìn)行到16min時(shí)B的濃度約為2.5mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理性不變，據(jù)此解答；
（2）根據(jù)先拐先平衡，如圖1T₁＞T₂，溫度高C的百分含量也大，所以升溫平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；
（3）①t₈后，正逆反應(yīng)速率同等程度增大，反應(yīng)前后氣體體積不相同，只能是使用了催化劑；
②根據(jù)速率圖象分析，根據(jù)t₄時(shí)降壓，平衡正向移動(dòng)，t₅時(shí)達(dá)到平衡，t₆時(shí)增大反應(yīng)物的濃度，平衡正向移動(dòng)，分析繪制圖象；
（4）根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算反應(yīng)4～8min間的平均反應(yīng)速率；0～4 min期間，反應(yīng)物濃度變化為（40-20）mol/L=20mol/L，4～8 min期間，反應(yīng)物濃度變化為（20-10）mol/L=10μmol/L，可知，每隔4分鐘，速率降為原來的一半，據(jù)此計(jì)算．

解答 解：（1）A．V_正（B）=2V_逆（D），說明正逆反應(yīng)速率相等，才可以判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；
B．A為固體，反應(yīng)正向進(jìn)行時(shí)氣體質(zhì)量增大，密度增大，所以密度不變時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．混合氣體中B、C、D的濃度之比為2：2：1不能說明正逆反應(yīng)速率相等，不能判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；
D．該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積改變的反應(yīng)，混合氣體的總壓強(qiáng)不變，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D正確；
故選：BD；
（2）根據(jù)先拐先平衡，如圖1T₁＞T₂，溫度高C的百分含量也大，所以升溫平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，
故答案為：＞；＞；
（3）①t₈后，正逆反應(yīng)速率同等程度增大，反應(yīng)前后氣體體積不相同，只能是使用了催化劑，
故答案為：使用催化劑；
②t₄時(shí)降壓，則逆反應(yīng)速率瞬間變小后逐漸增大，平衡正向移動(dòng)，t₅時(shí)達(dá)到平衡逆反應(yīng)速率不變，t₆時(shí)增大反應(yīng)物的濃度，逆反應(yīng)瞬間沒變，但隨后速率也會(huì)慢慢增加，所以請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出t₄～t₆時(shí)逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系線如圖：，
故答案為：；
（4）由圖可知，4～8 min期間，反應(yīng)物濃度變化為（20-10）mol/L=10mol/L，
所以4～8 min期間，反應(yīng)速率為$\frac{10mol/L}{4min}$=2.5 mol/（L•min）；
由圖可知，0～4 min期間，反應(yīng)物濃度變化為（40-20）mol/L=20mol/L，4～8 min期間，反應(yīng)物濃度變化為（20-10）mol/L=10mol/L，可知，每隔4分鐘，濃度變化量降為原來的一半，所以8～12min濃度變化為5 mol/L，12～16min濃度變化為2.5 mol/L，
所以16min時(shí)濃度為10 mol/L-5 mol/L-2.5 mol/L=2.5 mol/L，
故答案為：2.5 mol/（L•min）；2.5 mol/L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷及有關(guān)計(jì)算，本題的亮點(diǎn)在于連續(xù)多個(gè)條件改變引起v-t圖的變化，更有意思的是學(xué)生習(xí)慣于v_正、v_逆一起畫，而本題只要求單畫v_逆，這打破了考生的思維定勢(shì)，對(duì)于學(xué)生在真正考中順利解答此類問題有著積極的作用．