在容積為1L的密閉容器中，進行如下反應：A(g)＋2B(g)C(g)＋D(g)，在不同温度下，D的物質的量n(...

問題詳情：

在容積為1 L的密閉容器中，進行如下反應：A(g)＋2B(g) C(g)＋D(g)，在不同温度下，D的物質的量n(D)和時間t的關係如圖。

請回答下列問題：

（1）700℃時，0～5min內，以B表示此反應的平均反應速率，則vB為____________。

（2）能判斷反應達到化學平衡狀態的依據是__________。

A．混合氣體質量不變              B．混合氣體中c(A)不變

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，利用圖中數據計算800℃時的平衡常數K＝__________，該反應為__________反應(填“吸熱”或“放熱”)。

（4）800℃時，某時刻測得體系中各物質的物質的量濃度如下：c(A)＝0.06 mol·L－1，c(B)＝0.50 mol·L－1，c(C)＝0.20 mol·L－1，c(D)＝0.018 mol·L－1，則此時該反應_________（填“向正方向進行”、“向逆方向進行”或“處於平衡狀態”）。

【回答】

0.18 mol·L－1·min－1    BC    0.9 L·min－1    吸熱    向正方向進行   

【分析】

（1）先依據圖像計算D的反應速率，再根據同一化學反應中，各物質的反應速率之比等於其計量數之比計算B的反應速率；

（2）反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，平衡時各種物質的物質的量、濃度等不再發生變化，可由此進行判斷；

（3）先計算平衡時各物質的濃度，再根據平衡常數公式計算化學平衡常數，升高温度，平衡向吸熱反應方向移動，根據D物質的量的變化確定反應熱；

（4）根據濃度商和化學平衡常數的相對大小判斷，如果濃度商大於化學平衡常數，則反應向 正反應方向移動，如果濃度商小於化學平衡常數，則反應向逆反應方向移動。

【詳解】

（1）由圖可知700℃時，0～5min內生成D的物質的量△n(D)為0.45mol，△c（D）為0.45mol/L，則v（D）=△c（D）/△t=0.45mol/L /5min=0.09 mol/（L．min），該反應中，v（B）=2v（D）=0.18mol/（L．min），故*為0.18mol/（L．min）；

（2）A、無論反應是否達到平衡，依據質量守恆定律，混合氣體質量總是不變，錯誤；

B、反應到達平衡狀態時，混合氣體中c（A）不變，正確；

C、當v正（B）=2v逆（D）時，正逆反應速率相等，該反應達到平衡狀態，正確；

D、當c（A）=c（C）時，該反應不一定達到平衡狀態，是否相等與反應物濃度及轉化率有關，錯誤；

故選BC，故*為BC；

（3）由圖可知，800℃時反應達到平衡狀態時，c（D）=0.60mol/L，則c（C）=c（D）=0.60mol/L，c(A)＝（1.0—0.60）mol/L=0.40mol/L，c(B)＝（2.2—0.6×2）mol/L=1.0mol/L，平衡常數K= c（C）c（D）/ c(A) c2(B)= 0.60mol/L×0.60mol/L/0.40 mol/L×(1 mol/L)2=0.90L·min－1；升高温度，D的含量增大，説明平衡向正反應方向移動，則正反應是吸熱反應，故*為0.90L·min－1；吸熱；

（4）800℃時，各物質的濃度分別為c(A)＝0.06 mol·L－1，c(B)＝0.50 mol·L－1，c(C)＝0.20 mol·L－1，c(D)＝0.018 mol·L－1，濃度熵Qc= c（C）c（D）/ c(A) c2(B)= 0.20mol/L×0.018mol/L/0.06 mol/L×(0.50 mol/L)2=0.24 L·min－1＜K=0.90 L·min－1，則平衡向正反應方向移動，故*為向正方向移動。

【點睛】

本題考查化學平衡移動原理的綜合應用，涉及化學反應速率的計算、化學平衡狀態的判斷、化學平衡常數的計算等知識點，注意分析化學方程式的特徵以及温度對平衡移動的影響是解答關鍵。

知識點：化學反應速率

題型：填空題