Question

25℃時，在體積為2L的密閉容器中，氣態(tài)物質(zhì)A、B、C的物質(zhì)的量n（mol）隨時間t的變化如圖1所示，已知達平衡后，降低溫度，A的轉(zhuǎn)化率將增大．

（1）根據(jù)上圖數(shù)據(jù)，寫出該反應(yīng)的化學方程式：

 

；此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K=

 

，從反應(yīng)開始到達第一次平衡時的平均速率v（A）為

 

．
（2）在5～7min內(nèi)，若K值不變，則此處曲線變化的原因是

 

．
（3）如圖2表示此反應(yīng)的反應(yīng)速率v和時間t的關(guān)系圖，各階段的平衡常數(shù)如下表所示：

t2-t3	t4-t5	t5-t6	t7-t8
K1	K2	K3	K4

K₁、K₂、K₃、K₄之間的關(guān)系為

 

（用“＞”、“＜”或“=”連接）．A的轉(zhuǎn)化率最大的一段時間是

 

．

Answer 1

考點：轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強的變化曲線,化學反應(yīng)速率變化曲線及其應(yīng)用

專題：化學平衡專題

分析：（1）隨反應(yīng)進行，反應(yīng)物的物質(zhì)的量減小，生成物的物質(zhì)的量增加，由圖可知A、B為反應(yīng)物，C為生產(chǎn)物，且最后A、B的物質(zhì)的量不為0，為可逆反應(yīng)，根據(jù)物質(zhì)的量之比等于化學計量數(shù)之比書寫方程式；
平衡常數(shù)為生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值；
根據(jù)v=

△c

△t

計算v（A）；
（2）K值不變，溫度不變，由圖1可知，5min時各組分的物質(zhì)的量不變，且平衡向正反應(yīng)移動，只能改變壓強；
（3）降低溫度，A的轉(zhuǎn)化率將增大，反應(yīng)向正反應(yīng)進行，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，再結(jié)合反應(yīng)前后氣體體積變化分析；
t₃時刻，正逆反應(yīng)速率都增大，且逆反應(yīng)速率變化大，平衡向逆反應(yīng)移動；
t₆時刻，正逆反應(yīng)速率都減小，且正反應(yīng)速率變化大，平衡向逆反應(yīng)移動．

解答： 解：（1）由圖1可知，A、B為反應(yīng)物，C為生產(chǎn)物，且最后A、B的物質(zhì)的量不為0，為可逆反應(yīng)，3min時△n（A）：△n（B）：△n（C）=（1-0.7）mol：（1-0.4）mol：0.6mol=1：2：2，物質(zhì)的量之比等于化學計量數(shù)之比，所以反應(yīng)方程式為A+2B2C；
平衡常數(shù)為生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值，所以K=

c2(C)

c(A)?c2(B)

；
從反應(yīng)開始到達第一次平衡時的平均速率v（A）=

(1-0.7)mol 2L

3min

=0.05mol/（L?min），
故答案為：A+2B2C；

c2(C)

c(A)?c2(B)

；0.05mol/（L?min）；
（2）K值不變，溫度不變，由圖1可知，5min時各組分的物質(zhì)的量不變，且平衡向正反應(yīng)移動，只能改變壓強，由反應(yīng)為前后氣體體積減小的反應(yīng)，故應(yīng)增大壓強，
故答案為：增大壓強；
（3）t₃時刻，正逆反應(yīng)速率都增大，且逆反應(yīng)速率變化大，平衡向逆反應(yīng)移動，應(yīng)為升高溫度，所以K₁＞K₂；
t₆時刻，正逆反應(yīng)速率都減小，且正反應(yīng)速率變化大，平衡向逆反應(yīng)移動；應(yīng)為降低壓強，所以K₃=K₄；
t₅～t₆正逆速率都增大，平衡不移動，應(yīng)是使用催化劑，k不變，所以K₂=K₃，所以K₁＞K₂=K₃=K₄，所以t₂～t₃段A的轉(zhuǎn)化率最高，
故答案為：K₁＞K₂=K₃=K₄；t₂～t₃．

點評：本題考查化學平衡移動圖象題，題目難度較大，注意從圖2判斷各階段的影響因素，此為解答該題的關(guān)鍵．