解题思路:(1)依据化学平衡三段式列式计算,依据转化率和反应速率的概念计算得到;
(2)依据1molC相当于起始量A为0.5mol,B为1,5mol,和加入 1molA,3molB比较,相当于减小压强,平衡逆向进行;
(3)依据先拐先平分析温度高低;
(4)依据(1)中的平衡物质的量,采取极值方法计算分析B的取值范围.
(1)在t℃时,向容积为2L的密闭容器甲中加入1mol A气体、3mol B气体及少量固体催化剂,10min后各物质的浓度不再变化,测得气体C的体积分数为25%,
设达到平衡消耗A物质的量为x,则
发生下列反应:A(g)+3B(g)⇌2C(g);△H<0,
起始量(mol) 1 3 0
变化量(mol) x3x 2x
平衡量(mol)1-x 3-3x 2x
测得气体C的体积分数为25%=[2x/4−2x],解得x=0.4mol,
该反应在0~10min时间内,B的平均反应速率=
3×0.4mol
2L
10min=0.06mol/L•min,
A的转化率=[0.4mol/1mol]×10%=40%,
故答案为:0.06mol/L•min;40%;
(2)在T1℃时,若起始在容器甲中只加入1.0mol C,则达到平衡时c的体积分数,依据1molC相当于起始量A为0.5mol,B为1,5mol,和加入 1molA,3molB比较,相当于减小压强,平衡逆向进行,C的体积分数小于25%,
故答案为:c;
(3)在T1℃和T2℃时,密闭容器甲中气B的体积分数随时间变化的曲线,先拐先平,温度高T2>T1,反应是放热反应,温度越高,平衡逆向进行,B的含量越高;
故答案为:<;先拐先平温度越高,反应是放热反应,说明平衡逆向进行,B的体积分数越大;
(4)A(g)+3B(g)⇌2C(g),欲使平衡时容器乙中各物质的物质的量与容器甲中完全相同,且起始时反应向正反应方向进行;
起始量 a b c
平衡量 0.6 1.8 0.8
B的起始量大于1.8mol,C全部转化为AB时B的最大量为3mol,则B的起始量取值为1.8<x<3,
故答案为:1.8<x<3.
点评:
本题考点: 化学平衡建立的过程;产物的百分含量随浓度、时间的变化曲线.
考点点评: 本题考查了化学平衡的影响因素分析判断,转化率、反应速率的计算应用,等效平衡的理解分析,题目难度中等.