Question

向某密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应，各物质的浓度随时间变化如甲图所示[t₀～t₁阶段的c(B)变化未画出]。乙图为t₂时刻后改变条件平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种反应条件且互不相同，t₃～t₄阶段为使用催化剂。下列说法中正确的是(  )。

A．若t₁＝15 s，则用A的浓度变化表示的t₀～t₁阶段的平均反应速率为0.004 mol·L^－1·s^－1

B．该容器的容积为2 L，B的起始物质的量为0.02 mol

C．t₄～t₅阶段改变的条件一定为减小压强

D．t₅～t₆阶段，容器内A的物质的量减少了0.06 mol，而此过程中容器与外界的热交换总量为a kJ，该反应的热化学方程式：3A(g) B(g)＋2C(g) ΔH＝－50a kJ·mol^－1

Answer

C

【解析】

试题分析：A、若t1＝15s，A在t0～t1阶段的平均反应速率=（0.15-0.06）/15=0.006 mol·L－1·s－1，A错误；B、反应中A的浓度变化为0.15mol/L-0.06mol/L=0.09mol/L，C的浓度变化为0.11 mol/L -0.05 mol/L =0.06 mol/L，反应中A与C的化学计量数比值为0.09:0.06=3:2，t3～t4阶段正逆反应速率相等，为使用催化剂，t4～t5阶段正逆反应速率相等，则为减小压强，则该反应中气体的化学计量数之和前后相等，则有3A（g）B（g）＋2C（g），根据方程式分析消耗0.09 mol/L的A生成0.03 mol/L的B，容器的体积为2升，生成B的物质的量为0.06mol，平衡时B的物质的量为0.1mol，所以起始时B的物质的量为0.1mol-0.06mol=0.04mol，B错误；C、如t4～t5阶段改变的条件为降低温度，平衡移动，则正反应和逆反应速率不相等，所以应为降压，C正确；D、反应方程式为3A（g）B（g）＋2C（g），A的物质的量减少0.06mol，而此过程中容器与外界的热交换总量为akJ，则A的物质的量减少3mol，与外界的热交换总量为50akJ，根据图像分析，t5～t6阶段为升温，A的物质的量减少，说明反应向正反应方向移动，则正反应吸热，故该反应的热化学方程式为：3A（g）B（g）＋2C（g）ΔH＝+50a kJ·mol－1，D错误，答案选C。

【考点定位】本题主要是考查物质的量或浓度随时间的变化曲线，反应速率与化学平衡图像的综合应用

【名师点睛】关于外界条件对平衡状态的影响需要注意：

（1）当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或纯液体物质时，由于其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或液体的量，对平衡基本无影响。（2）由于压强的变化对非气态物质的浓度基本无影响，因此，当反应混合物中不存在气态物质时，压强的变化不能使无气态物质存在的化学平衡发生移动。（3）气体减压或增压与溶液稀释或浓缩的化学平衡移动规律相似。（4）对于反应前后气体分子数无变化的反应，如H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，压强的变化对其平衡无影响。这是因为，在这种情况下，压强的变化对正、逆反应速率的影响程度是等同的，故平衡不移动。（5）同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度，应视为压强对平衡的影响，如某合成氨平衡体系中，c(N2)＝0.1 mol·L－1、c(H2)＝0.3 mol·L－1、c(NH3)＝0.2 mol·L－1，当浓度同时增大一倍时，即让c(N2)＝0.2 mol·L－1、c(H2)＝0.6 mol·L－1、c(NH3)＝0.4 mol·L－1，此时相当于压强增大一倍，平衡向生成NH3的方向移动。

（6）“惰性气体”对化学平衡的影响：①恒温、恒容条件：原平衡体系体系总压强增大→体系中各组分的浓度不变→平衡不移动。②恒温、恒压条件：原平衡体系容器容积增大，各反应气体的分压减小→体系中各组分的浓度同倍数减小（等效于减压），平衡向气体体积增大的方向移动。