Question

向2 L的密闭容器中加入一定量的A、B、C三种气体，一定条件下发生反应，各物质的物质的量随时间变化如图甲所示。图乙为t₂时刻后改变条件平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且4个阶段所改变的外界条件均不相同，已知t₃——t₄阶段为使用催化剂。观察下图，回答下列问题：

（1）甲图中从反应至达到平衡状态，生成物C的平均反应速率为              。

（2）乙图中t₂时引起平衡移动的条件是               ，t₅时引起平衡移动的条件是             。

（3）乙图中表示平衡混合物中，在这4个阶段中C的含量最高的一段时间是          。

（4）该反应的化学方程式可以表示为：          ，正反应为        （填“放热”或“吸热”）反应。

（5）反应开始时加入的B的物质的量为                  。

Answer

（1）0.044mol/（L•s）（2）增加A的浓度，升温

（3）t6以后（4）3A(g)B(g)+2C(g)，吸热（5）0.04mol

【解析】

试题分析：（1）根据甲图可知，反应进行到15s时达到平衡状态，此时C的物质的量增加了0.22mol－0.10mol＝0.12mol，则其浓度变化量为0.12mol÷2L＝0.06mol/L，所以从反应至达到平衡状态，生成物C的平均反应速率为0.06mol/L÷15s＝0.004mol/(L·s)。

（2）根据乙图可知，t2时正反应速率瞬间增大，而逆反应速率逐渐增大，平衡向正反应方向移动，所以改变的条件应该是增加A的浓度；同样根据乙图可知，t5时正逆反应速率均增大，但正反应速率大于逆反应速率，平衡向正反应方向移动。由于四个阶段所改变的外界条件均不同，而t2时改变的条件是增大反应物浓度，t3～t4阶段为使用催化剂，t4-t5阶段正逆反应速率减小相同的倍数，平衡不移动，因此改变的条件只能是降低越强，这说明反应前后体积不变。所以t5时引起平衡移动的条件就只能是升高温度。

（3）根据（2）中分析可知，从t2开始平衡是向正反应方向移动的，t3、t4时平衡不移动，t5时平衡又向正反应方向移动，所以在这四个阶段中C的物质的量最高的一段时间是t6以后。

（4）根据（2）中分析可知，该反应前后体积不变，又因为根据甲图可知，平衡时A、C的物质的量变化量分别为0.18mol、0.12mol，即二者的变化量之比是3:2，其中A是反应物，C是生物，这说明B也一定是生成物，该反应的化学方程式可以表示为3A(g)B(g)+2C(g)；升高温度，平衡向正反应方向移动，因此正方应是吸热反应。

（5）平衡时生成C的物质的量是0.12mol，则根据反应方程式3A(g)B(g)+2C(g)可知，生成B的物质的量是0.06mol。根据甲图可知，平衡时B的物质的量是0.1mol，所以反应开始时加入的B的物质的量为0.1mol－0.06mol＝0.04mol。

考点：考查反应速率计算、外界条件对平衡状态的影响以及图像识别等知识