Question

向恒容密闭容器中充入2.0 mol A和3.0 mol B，发生反应xA(g)+2B(g) yC(g)。恒温下反应10 min后突然改变某一条件，12 min时达到化学平衡状态I；18 min时升高温度，22 min时达到化学平衡状态II。容器中A、C的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示，请根据题给信息回答下列问题：

（1）从反应开始到10 min时，该反应的平均速率v(A)=            ；平衡状态I时，反应物A的转化率a(A)=__________。x：y=__________。

（2）容器内的压强：平衡状态I与起始状态相比较是__________（选填“增大”、“减小”、 “相等”或“无法判断”），逆反应为___________反应（选填“放热”或“吸热”）。

（3）推测第10 min时改变的反应条件可能是___________（选填编号）。

①减压  ②降温  ③升温  ④加催化剂  ⑤增加B的量  ⑥充入氦气

（4）若已知平衡状态I时B的物质的量为0.6 mol，平衡状态I和平衡状态Ⅱ时该反应的平衡常数分别为K₁和K₂。则K_l=_       ，且K₁__________K₂（选填“>”、“<”或“=”）。

Answer

（共14分）

（1）0.04 mol/(L·min)；60%；1∶2；

（2）无法判断；放热；

（3）③④⑤（2分）

（4）40 L/mol（可不带单位）；＞。

【解析】

试题分析：（1）A是反应物，10 min内其浓度减小量为（1.0-0.6）mol•L-1=0.4mol/L，v（A）==0.04mol/（L•min），图象分析可知反应的物质的量之比等于化学计量数之比得知，平衡状Ⅰ时A浓度减少1.0mol/L-0.4mol/L=0.6mol/L，C浓度增大为1.2mol/L，A的起始浓度=1mol/L，容器体积为1L，转化率=×100%=×100%=60%，消耗量之比等于化学方程式计量数之比，则C与A的浓度变化之比是2：1，即x：y=1：2故答案为：0.04mol/（L•min），60%，1：2；

（2）恒温下反应10min后突然改变某一条件C增大，A减小的速率增大，x：y=1：2，可以是1，2，化学方程式为A（g）+2B（g）2C（g），反应前后气体物质的量减小，若为2，4，化学方程式为：2A（g）+2B（g）4C（g），反应前后气体物质的量不变，若为3，6，则得到化学方程式为：3A（g）+2B（g）6C（g），反应前后气体物质的量增大，得到反应前后的气体物质的量变化不同，可能增加、减小或不变，平衡状态Ⅰ与起始状态的压强相比较，是不能确定的，无法确定，18min时升高温度，图象分析可知，C物质的量浓度减小，A浓度增大，说明平衡逆向进行，正反应为放热反应，故答案为：无法判断，放热；

（3）l0min后化学反应速率加快了直到到达化学平衡状态，A浓度减小，C浓度增大达到平衡状态Ⅰ，上述分析可知反应为放热反应，①减压反应速率减小，故①错误；②降温反应速率减小，不符合图象变化，故②错误；③升温反应速率增大，反应未达到平衡状态，所以反应仍正向进行最后达到平衡状态Ⅰ，故③正确；④加催化剂 加快反应速率，故④正确；⑤增加B的量是增大反应物浓度，反应速率增大，故⑤正确；⑥恒温恒容容器中充入氦气，总压增大，分压不变，速率不变，故⑥错误；所以反应条件可能为选③④⑤，故答案为：③④⑤；

（4）向恒容密闭容器中充入2.0molA和3.0molB，发生反应xA（g）+2B（g）yC（g）．A的起始浓度=1mol/L，容器体积为2L，若已知平衡状态Ⅰ时B的物质的量为0.6mol，消耗B物质的量为3.0mol-0.6mol=2.4mol，A消耗物质的量=2.0mol-0.4mol/L×2L=1.2mol，C生成物质的量=2L×1.2mol/L=2.4mol，化学方程式计量数之比=1.2：2.4：2.4=1：2：2，化学方程式为：A（g）+2B（g）2C，平衡浓度分别为：c（A）=0.4mol/L，c（B）==0.3mol/L，c（C）=1.2mol/L平衡常数K1==40L/mol，已知第18min时改变的条件是升高温度，而该反应是放热反应，所以升高温度平衡逆移，则平衡常数减小，所以K1＞K2，故答案为：40L/mol，＞。

考点：考查了化学反应速率、化学平衡常数计算、化学平衡移动等的相关知识。