Question

在容积为1 L的密闭容器中，进行如下反应：

A(g)＋2B(g) C(g)＋D(g)，在不同温度下，D的物质的量n(D)和时间t的关系如图。

请回答下列问题：

（1） 700℃时，0～5min内，以B表示的平均反应速率为___________。

（2） 能判断反应达到化学平衡状态的依据是__________。

A．容器中压强不变          B．混合气体中c(A)不变

C．v_正(B)＝2v_逆(D)          D．c(A)＝c(C)

（3） 若最初加入1.0 mol A和2.2 mol B，利用图中数据计算在800℃时的平衡常数K＝__________，该反应为__________反应(填“吸热”或“放热”)。

（4） 800℃时，某时刻测得体系中物质的量浓度如下：c(A)＝0.06 mol/L，c(B)＝0.50 mol/L，c(C)＝0.20 mol/L，c(D)＝0.018 mol/L，则此时该反应__________(填“向正方向进行”、“向逆方向进行”或“处于平衡状态”)。

Answer

（1） 0.18 mol/(L·min) （2） ABC （3） 0.9；吸热 （4） 向正方向进行

【解析】

试题分析：（1）700℃时，分析题给图像知，0-5min内，D的平均化学反应速率

v(D)＝△n/(v•△t)=0.45mol/(1L×5min)=0.09mol/(L•min)，同一反应中，各物质的反应速率之比等于计量数之比，所以v（B）：v（D）=2：1，故v（B）=0.18 mol/(L·min)；

（2）该反应是反应前后气体体积减小的反应，反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化；A．该反应是反应前后气体体积减小的反应，当压强不变时，各物质的物质的量不再发生变化，气体的总物质的量不再变化，正确；B．反应达到平衡状态时，各种物质的物质的量浓度等不再发生变化，正确；C．v正（B）=2v逆（D），速率之比等于化学计量数之比，反应达平衡状态，正确；D．反应达到平衡状态时，c（A）和c（C）不一定相等，错误，选ABC；

（3）利用三行式分析。

A（g）+2B（g） C（g）+D（g）

起始(mol/L) 1.0 2.2 0 0

反应(mol/L) 0.6 1.2 0.6 0.6

平衡(mol/L) 0.4 1.0 0.6 0.6

化学平衡常数K=(0.6mol/L×0.6mol/L)/[0.4mol/L×(1.0mol/L)2 ]=0.9（mol•L-1）-1；

根据图象知，降低温度D的物质的量减少，所以平衡向逆反应方向移动，故正反应是吸热反应。

（4）A、B、C、D各物质的浓度分别为c(A)＝0.06 mol/L，c(B)＝0.50 mol/L，c(C)＝0.20 mol/L，c(D)＝0.018 mol/L，浓度商QC=(0.2 mol/L×0.018 mol/L)/[0.06 mol/L×(0.5 mol/L)2 ]=0.24（mol•L-1）-1＜0.9（mol•L-1）-1，所以反应向正反应方向进行。

考点：考查的是化学平衡标志的判断、反应速率的计算、平衡常数的计算等。