Question

有体积相等的甲、乙两个密闭容器，如图1所示，甲的活塞可以随意推拉，乙为恒容．向甲容器中充入等物质的量的气体A和B，一定温度下发生反应，达到平衡后，只改变反应的一个条件，测得容器中物质的浓度、反应速率随时问变化的曲线如图2所示．

（1）0～20min A的平均反应速率为______．
（2）①30min时改变了一种反应条件，所改变的条件和判断的理由是______；②已知该反应的正反应为放热反应，40min时改变了一种反应条件，所改变的条件和判断的理由是______．
（3）请在图2的Ⅱ图中补画出30～40min正、逆反应速率关于时间变化的曲线．
（4）若向乙容器中充入一定量的A、B、C，使A、B起始浓度均为a mol/L，C为3.5mol/L，一定温度下达到平衡时，C的浓度为2.0mol/L，则a=______．

Answer

（1）由图可知，20min内A的浓度变化量为1mol/L，根据v=计算v（A）；
（2）①由图象可知，30min时正、逆反应速率降低，A、C的浓度瞬时降低，反应仍处于平衡状态，故不能是温度变化，而是降低了压强，根据浓度变化计算体积扩大倍数；
②由图可知，40min时改变的条件，瞬间A、C的浓度不变，正、逆速率都增大，平衡向逆反应移动，应为升高温度；
（3）30～40 min改变的条件是降低压强，平衡不移动，据此作图；
（4）由图Ⅰ可知，20minA、B、C的浓度变化量分别为1mol/L、1mol/L、2mol/L，据此可知方程式为：A（g）+B（g）⇌2C（g），反应前后气体的体积不变，平衡时甲、乙两容器内C的浓度都是2mol/L，为完全等效平衡，按化学计量数转化到左边，满足n（A）=n（B）=2mol/L．
【解析】
（1）0～20 min内A的浓度减少了1mol/L，故v（A）==0.05mol/（L•min），故答案为：0.05mol/（L•min）；
（2）①由图象可知，30min时正、逆反应速率降低，A、C的浓度瞬时降低，反应仍处于平衡状态，故不能是温度变化，而是降低了压强，A的浓度由1mol/L变为0.75mol/L，故增大体积为原来的倍，
故答案为：增大体积为原来的倍；30min时正、逆反应速率降低，A、C的浓度瞬时降低，反应仍处于平衡状态，A的浓度由1mol/L变为0.75mol/L；
②由图可知，40min时改变的条件，瞬间A、C的浓度不变，正、逆速率都增大，平衡向逆反应移动，应为升高温度，
故答案为：升高温度；40min时改变的条件，瞬间A、C的浓度不变，正、逆速率都增大，平衡向逆反应移动；
（3）30～40 min改变的条件是降低压强，平衡不移动，故图象为，
故答案为：；
（4）由图Ⅰ可知，20minA、B、C的浓度变化量分别为1mol/L、1mol/L、2mol/L，据此可知方程式为：A（g）+B（g）⇌2C（g），反应前后气体的体积不变，平衡时甲、乙两容器内C的浓度都是2mol/L，为完全等效平衡，按化学计量数转化到左边，满足c（A）=c（B）=2mol/L，故c（A）+c（C）=2mol/L，即a+×3.5mol/L=2mol/L，解得a=0.25，
故答案为：0.25．