Question

14．一定条件下，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）根据图1数据，写出反应的化学方程式A+2B?2C；
（2）此反应平衡常数的表达式为K=$\frac{{c}^{2}（C）}{c（A）．{c}^{2}（B）}$．
（3）该反应的反应速率v和时间t的关系如图2所示：
①根据图2判断，在t₃时刻改变的外界条件是升高温度．
②A的转化率最大的一段时间是t₂～t₃．
③各阶段的平衡常数如表所示：

t2～t3	t4～t5	t5～t6
K1	K2	K3

则K₁、K₂、K₃之间的关系为：K₁＞K₂=K₃（选用“＞”、“＜”或“=”连接）．

Answer 1

分析 （1）根据图1知，随着反应的进行，A、B的物质的量都减小而C的物质的量增大，则A和B是反应物而Z是生成物，达到平衡状态时△n（A）=（1-0.7）mol=0.3mol、△n（B）=（1-0.4）mol=0.6mol、△n（C）=（0.6-0）mol=0.6mol，同一可逆反应中同一段时间内参加反应的各物质的物质的量之比等于其计量数之比，据此书写方程式；
（2）化学平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比；
（3）①降低温度A的百分含量减小，说明平衡逆向移动，则正反应是吸热反应，该反应的正反应是一个反应前后气体体积减小的吸热反应，在t₃时刻改变条件时正逆反应速率都增大，且平衡逆向移动；
②t₁～t₂时平衡正向移动，t₂～t₃时反应达到平衡状态，t₃～t₄时平衡逆向移动；
③该反应的正反应是吸热反应，升高温度化学平衡常数增大，所以温度越高化学平衡常数越大．

解答 解：（1）根据图1知，随着反应的进行，A、B的物质的量都减小而C的物质的量增大，则A和B是反应物而Z是生成物，达到平衡状态时△n（A）=（1-0.7）mol=0.3mol、△n（B）=（1-0.4）mol=0.6mol、△n（C）=（0.6-0）mol=0.6mol，同一可逆反应中同一段时间内参加反应的各物质的物质的量之比等于其计量数之比，A、B、C的计量数之比=0.3mol：0.6mol：0.6mol=1：2：2，所以化学方程式为A+2B?2C，
故答案为：A+2B?2C；
（2）化学平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（C）}{c（A）．{c}^{2}（B）}$，
故答案为：$\frac{{c}^{2}（C）}{c（A）．{c}^{2}（B）}$；
（3）①降低温度A的百分含量减小，说明平衡逆向移动，则正反应是吸热反应，该反应的正反应是一个反应前后气体体积减小的吸热反应，在t₃时刻改变条件时正逆反应速率都增大，且平衡逆向移动，改变的条件是升高温度，故答案为：升高温度；
②t₁～t₂时平衡正向移动，t₂～t₃时反应达到平衡状态，t₃～t₄时平衡逆向移动，所以A的转化率最大的是t₂～t₃，
故答案为：t₂～t₃；
③t₃时刻改变的条件是升高温度，t₅改变的条件是加入催化剂，该反应的正反应是吸热反应，升高温度化学平衡常数增大，所以温度越高化学平衡常数越大，所以化学平衡常数大小顺序是K₁＞K₂=K₃，
故答案为：K₁＞K₂=K₃．

点评 本题考查化学平衡常数计算及外界条件对化学平衡影响，侧重考查学生分析计算能力，化学平衡常数只与温度有关，与物质转化率及物质浓度都无关，题目难度不大．