解题思路:(1)依据图象中 C的浓度变化结合化学反应速率概念计算得到,v=△c△t;(2)图Ⅱ是在四种不同情况下影响化学的平衡,而影响平衡的因素有:浓度、温度、压强、催化剂;t3~t4和t4~t5这两段平衡是不移动的,则只能是压强和催化剂影响的,因此应该推断该反应为等体积变化的反应,t3~t4的平衡比原平衡的速率要快,而t4~t5的速率又变慢,则前者应是加催化剂,因为条件只能用一次,t4~t5段为减压;反应物的浓度降低,生成物的浓度增大,结合图Ⅰ可知,A为反应物,C为生成物,A的变化为0.2mol/L,C的变化量为0.3mol/L.又由于该反应为等体积变化的反应,所以B为反应物,根据化学反应的速率之比等于化学方程式前的计量系数比,写出该反应的方程式为2A(g)+B(g))⇌3C(g),起始1molA所对应的浓度为1mol/L,则体积应是1L,依据平衡三段式列式计算得到B的起始浓度;t5-t6 阶段为升高温度,v(正)>(逆),平衡向正反应方向移动,升高温度平衡向吸热方向移动;(3)根据平衡常数,平衡移动解答K1、K2、K3、K4、K5之间的关系;(4)比较浓度商和平衡常数的大小,来确定移动方向和求出C的浓度.
(1)30min内,以C浓度变化表示的反应速率为v(C)=[0.6mol/L−0.3mol/L/15min]=0.02mol/(L•min);
故答案为:0.02mol/(L•min);
(2)图Ⅱ是在四种不同情况下影响化学的平衡,而影响平衡的因素有:浓度、温度、压强、催化剂; t3~t4和t4~t5这两段平衡是不移动的,则只能是压强和催化剂影响的,因此应该推断该反应为等体积变化的反应,
t3~t4的平衡比原平衡的速率要快,而t4~t5的速率又变慢,则前者应是加催化剂,因为条件只能用一次,t4~t5段为减压;
反应物的浓度降低,生成物的浓度增大,结合图Ⅰ可知,A为反应物,C为生成物,A的变化为0.2mol/L,C的变化量为0.3mol/L.又由于该反应为等体积变化的反应,所以B为反应物,根据化学反应的速率之比等于化学方程式前的计量系数比,写出该反应的方程式为2A(g)+B(g))⇌3C(g),
起始2molA所对应的浓度为1mol/L,则体积应是2L,则
2A(g)+B(g)⇌3C(g),
起始量(mol/L) 1 c 0.3
变化量(mol/L) 0.2 0.1 0.3
平衡量(mol/L) 0.8 0.4 0.6
c(B)=0.5mol/L;
故答案为:减小压强;0.5 mol•L-1;2A+B⇌3C;
(3)平衡常数K1=
c3(C)
c2(A)•c(B)=
0.63
0.82×0.4=0.84,t5-t6 阶段为升高温度,v(正)>(逆),平衡向正反应方向移动,升高温度平衡向吸热方向移动,反应时吸热反应;根据平衡常数随温度变化,K1、K2、K3、K4、K5之间的关系为K1=K2=K3=K4<K5,
故答案为:0.84;K1=K2=K3=K4<K5;
(4)Qc=
(
0.6
1)3
(
0.2
1)2×
0.1
1>0.84,所以反应向逆反应方向进行,
2A(g)+B(g)⇌3C(g),
起始量(mol/L) 0.20.1 0.6
变化量(mol/L) 2x x 3x
平衡量(mol/L) 0.2-2x 0.1-x 0.6-3x
所以:K=
(0.6−3x )3
(0.2−2x)2×(0.1−x)=0.84
解之得:x=1,所以C的平衡浓度为 0.3mol•L-1,
故答案为:反应向逆反应方向进行;0.3mol•L-1.
点评:
本题考点: 物质的量或浓度随时间的变化曲线;化学反应速率变化曲线及其应用.
考点点评: 本题考查了化学反应平衡影响因素的分析判断,图象分析理解,热化学方程式的书写,平衡计算的应用,注意平衡常数随温度变化,题目难度中等.