Question

一定条件下，在体积为5L的密闭容器中，气态物质A、B、C的物质的量n（mol）随时间t的变化如图1所示．已知达平衡后，降低温度，A的体积百分含量将减小．
（1）根据如图数据，写出反应的化学方程式

 

；从反应开始到平衡时的平均速率v（C）=

 

；
（2）该反应的△H

 

0（填“＞”或“＜”或“=”）；
（3）此反应平衡常数的表达式为K=

 

；
（4）该反应的反应速率v和时间t的关系如图2所示：
①根据上图判断，在t₃时刻改变的外界条件是

 

；
②A的转化率最大的一段时间是

 

；
③各阶段的平衡常数如下表所示：

t2～t3	t4～t5	t5～t6
K1	K2	K3

K₁、K₂、K₃之间的关系为：

 

（用“＞”、“＜”或“=”连接）．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,化学平衡建立的过程

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据3min达到平衡时A、B、C的物质的量变化判断反应物、生成物，然后根据物质的量变化与化学计量数成正比写出反应的化学方程式；根据v=

△c

△t

计算出从反应开始到平衡时的平均速率v（C）；
（2）达平衡后，降低温度，A的体积百分含量将减小，根据温度对化学平衡的影响平衡该反应焓变；
（3）化学平衡常数的概念及表达式写出反应A+2B?2C的平衡常数；
（4）①t₃时逆反应速率正逆反应速率同时增大，且逆反应速率大于正反应速率，说明平衡向着逆向移动，据此进行判断改变的反应条件；
②t₁～t₂时反应向着正向移动，A转化率逐渐增大，直至t₂～t₃时A到平衡状态，A转化率达到最大；而t_，3～t₄时升高了温度，平衡向着逆向移动，A的转化率减小，直至t₄～t₅时A的转化率达到最低；而t_，5～t₆时正逆反应速率同时增大且相等，说明平衡不移动，A的转化率不变，据此进行解答．
③化学平衡常数与温度有关，温度越高，平衡向着逆向移动，该反应的平衡常数减小．

解答： 解：（1）根据图象可知，达到平衡时A的物质的量减小了：1mol-0.7mol=0.3mol，B的物质的量减小为：1mol-0.4mol=0.6mol，C的物质的量增加，增加的物质的量为：0.6mol，所以A、B、C的物质的量变化之比为：0.3mol：0.6mol：0.6mol=1：2：3，该反应的化学方程式为：A+2B?2C；从反应开始到平衡时的平均速率v（C）=

0.6mol 5L

3min

=0.04mol/（L?min），
故答案为：A+2B?2C；0.04mol/（L?min）；
（2）由于达平衡后，降低温度，A的体积百分含量将减小，说明降低温度，化学平衡向着正向移动，所以该反应为放热反应，△H＜0，
故答案为：＜；
（3）反应A+2B?2C的平衡常数的表达式为：K=

(C)2

(A)?(B)2

，
故答案为：

(C)2

(A)?(B)2

；
（4）①根据图象可知：t₃时逆反应速率正逆反应速率同时增大，且逆反应速率大于正反应速率，说明平衡向着逆向移动，若增大压强，平衡向着正向移动，由于该反应为放热反应，升高温度后平衡向着逆向移动，所以t₃时升高了温度，
故答案为：升高温度；
②根据图象变化可知，在t₁～t₂时反应向着正向移动，A转化率逐渐增大，直至t₂～t₃时反应达到平衡状态，A转化率达到最大；而t_，3～t₄时升高了温度，平衡向着逆向移动，A的转化率逐渐减小，直至t₄～t₅时A的转化率达到最低；而t_，5～t₆时正逆反应速率同时增大且相等，说明平衡没有移动，A的转化率不变，与t₄～t₅时相等，所以A的转化率最低的时间段是：t₂～t₃，
故答案为：t₂～t₃；
③反应A+2B?2C△H＜0，温度升高平衡向着逆反应方向移动，化学平衡常数减小，所以温度越高，化学平衡常数越小；t₂～t₃、t_，3～t₄、t₄～t₅时间段的温度关系为：t₃～t₄=t₄～t₅＞t₂～t₃，所以化学平衡常数大小关系为：K₁＞K₂=K₃，
故答案为：K₁＞K₂=K₃．

点评：本题考查了物质的量随随时间变化的曲线、化学平衡的建立过程、化学反应速率的计算、影响化学平衡的因素等知识，题目难度较大，注意掌握影响 化学平衡的因素、明确化学平衡常数的概念、影响因素及计算方法．