Question

一定条件下，在体积为5 L的密闭容器中，A、B、C三种气体的物质的量n(mol)随时间t(min)的变化如图1所示。已知达平衡后，降低温度，A的体积分数将减小。

(1)该反应的化学方程式为___________。

(2)该反应的反应速率v随时间t的关系如上图2所示：

①根据上图判断，在t₃时刻改变的外界条件是______。

②a、b、c三点中，C的体积分数最大的是________。

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之间的大小关系为________(用“>”、“<”或“＝”连接)。

Ⅱ．在密闭容器中充入一定量的H₂S，发生反应2H₂S(g)2H₂(g)＋S₂(g)　ΔH，如图所示为H₂S气体分解生成H₂(g)和S₂(g)的平衡转化率与温度、压强的关系。

(1)△H_________ (填“>”“<”或“ = ”)0。

(2)图中压强(p₁、p₂、p₃)的大小顺序为_______。

(3)图中M点的平衡常数Kp =____MPa(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)

Answer

A+2B2C 升高温度 a K1＞K2=K3 ＞ P1＜P2＜P3 1

【解析】

Ⅰ．(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；

(2)①t3时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；

②根据a、b、c三点A的转化率判断产物C的体积分数大小；

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；

Ⅱ．(1)恒压条件下，温度升高，H2S的转化率升高；

(2) 依据化学平衡移动原理可知压强增大平衡向气体体积减小的方向进行；

(3) 结合化学平衡三行计算列式计算平衡物质的物质的量，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数；

Ⅰ．(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+2B2C；故答案为：A+2B2C；

(2)①根据图象可知：t3时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：升高了温度；

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t3～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t5～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的转化率最大的时间段是：t2～t3，A的转化率最大时C的体积分数最大，此时间段为t2～t3，即为a点；a、b、c三点中，C的体积分数最大的是a。故答案为：a；

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、t3～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(用“>”、“<”或“＝”连接)。故答案为：K1＞K2=K3；

Ⅱ．(1) 恒压条件下，温度升高，H2S的转化率升高，即升高温度平衡正向移动，则△H＞ 0；故答案为：＞；

(2) 2H2S(g)2H2(g)+S2(g) △H=+169.8kJ•mol-1，反应是气体体积增大的反应，温度不变，压强增大平衡逆向进行，H2S的转化率减小，则压强关系为：图中压强(p1、p2、p3)的大小顺序为P1＜P2＜P3。故答案为：P1＜P2＜P3；

(3)M点的H2S转化率为50%，总压为5MPa，设H2S起始量为2mol，

Kp==1；图中M点的平衡常数Kp =1MPa，故答案为：1。