Question

恒容体系，发生如下反应2A(g)B(g)+xC(?) △H，起始时B、C物质的量浓度为0，A的物质的量浓度随时间变化如下图(某课外活动小组一共进行了如图所示的三个实验，其中T₁、T₂表示不同的反应温度)：

（1）在实验Ⅲ中，0_~20min的时间内，v(B)=                。

（2）根据以上实验事实，完成以下填空：x=          反应热△H         0(填“>”、“=”或者“<”)。

（3）在实验Ⅱ中，当化学反应进行到35min时，下列关于反应体系中的有关说法，不正确的是           。

a．单位时间内生成n mol B的同时生成2n mol A

b．单位时间内生成n mol C的同时消耗2n mol A

c．用A、B、C表示的反应速率的比为2:1:2

d．混合气体中反应物A与生成物B的体积分数之比为2:1

e．混合气体中B与C的物质的量相等

（4）在T₂℃时化学平衡常数K的数值为            。

（5）T₁℃时，保持容器的体积不变，若充入amolA、bmolB、cmolC，达到平衡时C的体积分数为0.4，则a、b、c的取值不可能是         。

a．a=2、b=1、c=2            b．a=0.5、b=1.7、c=1.7

c．a=1、b=2、c=1            d．a=x、b=c=2x(x>0)

e．b=c、a为大于0的任意值

Answer

（1）0.02mol/(L.min)（2）1 >（3）c（4）0.25（5）ac

【解析】

试题分析：（1）由图可知20min内，A的浓度变化为1mol/L-0.2mol/L=0.8mol/L，v（A）=0.8mol/L÷ 20min=0.04mol/（L．min），因为化学反应速率之比等于化学计量数之比，所以v（B）=0.5v（A）=0.5×0.04mol/（L．min）=0.02mol/（L．min）。

（2）比较实验Ⅰ、Ⅱ，温度相同，A的起始浓度不同，平衡时实验Ⅰ中A的转化率为0.6mol/L÷ 1.2mol/L×100%=50%，实验Ⅱ中A的转化率为0.5mol/L÷1mol/L×100%=50%，A的浓度变化，平衡时A的转化率相同，二者为等效平衡，所以反应前后气体的体积不变，由方程式可知，A的化学计量数等于B与C的化学计量数之和，C为气态，即1+x=2，解得x=1；比较实验Ⅱ、Ⅲ，二者A的起始浓度相同、温度不定，温度越高，反应速率越快，最先到达平衡，故温度T1＞T2，由图可知温度越高A的转化率越大，温度升高平衡向正反应移动，升高温度平衡向吸热反应移动，故该反应正反应为吸热反应，即△H＞0。

（3）由图可知，实验Ⅱ中，当化学反应进行到35min时，可以反应以达平衡状态。a．单位时间内生成n mol B的同时生成2n mol A，表示正逆反应速率相等，说明反应达平衡状态，a项正确；b．单位时间内生成n mol C的同时消耗2n mol A，都表示正反应速率，反应自始至终都按此比较进行，b项正确；c．速率之比等于化学计量数之比，用A、B、C表示的反应速率的比为2：1：1，c项错误；

d．由与可知平衡时，A的浓度为0.5mol/L，故A的浓度变化为0.5mol/L，由方程式可知平衡时B的浓度为0.25mol/L，故混合气体中反应物A与生成物B的体积分数之比为2：1，d项正确；e．起始时B、C物质的量浓度为0，混合气体中B与C的物质的量之比等于化学计量数之比为1：1，d项正确，答案选c。

（4）平衡常数指各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，对于可逆反应2A（g）⇌B（g）+C（g），根据实验实验Ⅱ计算，由图可知，平衡时A的浓度为0.5mol/L，A的浓度变化为1mol/L-0.5mol/L=0.5mol/L，由方程式可知平衡时B的浓度为0.5×0.5mol/L=0.25mol/L，C的浓度为0.5×0.5mol/L=0.25mol/L，该温度下平衡常数k=(0.25×0.25)÷(0.5×0.5) =0.25。

（5）由图可知，T1℃时，达平衡时A的浓度为0.2mol/L，A的浓度变化为1mol/L-0.2mol/L=0.8mol/L，由方程式可知原平衡状态C的浓度为0.5×0.8mol/L=0.4mol/L，C体积分数为0.4÷1=0.4，．T1℃时，保持容器的体积不变，若充入amolA、bmolB、cmolC，达到平衡时C的体积分数为0.4，说明为等效平衡，该反应前后其气体的体积不变，满足B、C的物质的量为1：1即可，与A的量无关。a．若为a=2、b=1、c=2，n（B）≠n（C），a不可能；b．a=0.5、b=1.7、c=1.7，n（B）═n（C），b可能；

c．a=1、b=2、c=1，n（B）≠n（C），c不可能；d．a=x、b=c=2x（x＞0），n（B）═n（C），d可能；

e．b=c、a为大于0的任意，n（B）═n（C），e可能；答案选ac。

【考点定位】考查化学反应速率、化学平衡常数计算，等效平衡等知识。

【名师点睛】本题考查化学反应速率、化学平衡常数计算，等效平衡等知识。具体分析如下：

（1）由图可知20min内，A的浓度变化为1mol/L-0.2mol/L=0.8mol/L，根据v=△c÷△t计算v（A），再根据速率之比等于化学计量数之比计算v（B）。

（2）比较实验Ⅰ、Ⅱ，温度相同，A的起始浓度不同，平衡时实验比较实验Ⅰ中A的转化率为50%，实验Ⅱ中A的转化率为50%，A的浓度变化，平衡时A的转化率相同，二者为等效平衡，反应前后气体的体积不变；由方程式可知，A的化学计量数等于B与C的化学计量数之和，C为气态；比较实验Ⅱ、Ⅲ，二者A的起始浓度相同、温度不定，温度越高，反应速率越快，最先到达平衡，故温度T1＞T2，由图可知温度越高A的转化率越大，温度升高平衡向正反应移动。

（3）由图可知，实验Ⅱ中，当化学反应进行到35min时，反应达平衡状态．

（4）根据实验实验Ⅱ计算，由图可知，平衡时A的浓度为0.5mol/L，A的浓度变化为1mol/L-0.5mol/L=0.5mol/L，由方程式可知平衡时B的浓度为0.25mol/L，C的浓度为0.25mol/L，代入平衡常数表达式计算；

（5）由图可知，T1℃时，达平衡时A的浓度为0.2mol/L，A的浓度变化为1mol/L-0.2mol/L=0.8mol/L，由方程式可知原平衡状态C的浓度为0.5×0.8mol/L=0.4mol/L，C体积分数为0.4，．T1℃时，保持容器的体积不变，若充入amolA、bmolB、cmolC，达到平衡时C的体积分数为0.4，说明为等效平衡，该反应前后其气体的体积不变，只要满足B、C的物质的量为1：1即可，与A的量无关。