解题思路:(1)根据△c=v△t计算△c(A),A的起始浓度-△c(A)=6s时A的浓度;
根据△n(A)=△c(A)V计算A的物质的量变化量,再根据方程式计算△n(C);
根据三段式计算6s时各组分的物质的量,反应气体气体的化学计量数不变,利用物质的量代替浓度计算此时的浓度商Qc,与平衡常数比较,判断反应进行方向,据此解答;
(2)根据化学平衡状态的特征解答,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态;
(3)同一温度下,同一反应的正、逆反应的平衡常数互为倒数,据此计算;
(4)由起始Q的物质的量为0可知,反应向正反应进行建立平衡,正反应是气体体积减小的反应,容器的体积不变,平衡时压强增大,故绝热条件下,混合气体的温度升高,即正反应为放热反应,结合温度对平衡移动的影响判断温度与平衡常数的变化关系.
(1)6s内A的平均反应速率v(A)=0.003mol•L-1•s-1,则△c(A)=0.003mol•L-1•s-1×6s=0.018mol•L-1,故6s时A的浓度为[0.2mol/5L]-0.018mol/L=0.022mol/L,
△n(A)=0.018mol•L-1×5L=0.09mol,由方程式可知△n(C)=△n(A)=0.09mol,
利用三段式计算平衡时各组分的物质的量:
A(g)+B(g)⇌C(g)+D(g)
开始(mol):0.2 0.8 0 0
变化(mol):0.09 0.09 0.09 0.09
6s时(mol):0.11 0.71 0.090.09
故浓度商Qc=[0.09×0.09/0.11×0.71]<1,反应向正反应进行,故正反应速率大于逆反应速率,
故答案为:0.022,0.09,大于;
(2)a.该反应前后气体的物质的量不变,压强始终不变,故压强不随时间改变不能说明到达平衡,故a错误;
b.该反应前后气体的体积不变,混合气体的质量不变,气体的密度始终不变,故b错误;
c.可逆反应到达平衡时,各物质的浓度不变,故c(A)不随时间改变,说明到达平衡,故c正确;
d.单位时间里生成C和D的物质的量相等,都表示正反应速率,反应始终按1:1生成,不能说明到达平衡,故d错误;
故答案为:c;
(3)同一温度下,同一反应的正、逆反应的平衡常数互为倒数,故1200℃时反应C(g)+D(g)⇌A(g)+B(g)的平衡常数的值为[1/0.4]=2.5,
故答案为:2.5;
(4)由起始Q的物质的量为0可知,反应向正反应进行建立平衡,正反应是气体体积减小的反应,容器的体积不变,平衡时压强增大,故绝热条件下,混合气体的温度升高,即正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应进行,化学平衡常数减小,
故答案为:该反应的平衡常数随温度的升高而减小.
点评:
本题考点: 化学平衡的计算;化学平衡的影响因素;化学平衡状态的判断.
考点点评: 本题考查化学反应速率、化学平衡状态判断、化学平衡有关计算、化学平衡常数等,难度不大,注意化学平衡状态判断,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态.