Question

一定溫度下，某密閉容器中充入等物質(zhì)的量的氣體A和B，發(fā)生如下反應(yīng)：A（g）+xB（g）?2C（g）．達(dá)到平衡后，只改變反應(yīng)的一個(gè)條件，測(cè)得容器內(nèi)有關(guān)物質(zhì)的濃度、反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化如下圖所示．請(qǐng)回答下列問題：

（1）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=

c2(C)

c(A)×c(B)

（x要算出具體的數(shù)字）．在該條件下，當(dāng)v（B）_正：v（C）_逆=

1：2

時(shí)反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)．
（2）若25min、35min時(shí)的化學(xué)平衡常數(shù)分別為K₁、K₂，則二者的大小關(guān)系是

K₂=K₁

．
（3）在甲、乙、丙三個(gè)相同的密閉容器中按表中所述投料，在恒溫、恒容的條件下進(jìn)行反應(yīng)，平衡后測(cè)得A的濃度如表中所示：

容器	甲	乙	丙
起始投料	1molA和1molB	2molC	2molA和2molB
A的平衡濃度	C1	C2	C3

則：C₁、C₂、C₃三者數(shù)值的關(guān)系式為

C₃=2C₁=2C₂

（用代數(shù)式表示）

Answer 1

分析：由圖象可知，30min時(shí)A、C的濃度瞬時(shí)增大相同的倍數(shù)，正、逆反應(yīng)速率增大相同倍數(shù)，反應(yīng)仍處于平衡狀態(tài)，故不能是溫度變化，而是壓縮體積增大壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，則1+X=2，故X=1，
（1）化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此書寫；
不能物質(zhì)表示的正逆速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，說明到達(dá)平衡狀態(tài)；
（2）30～40 min改變的條件是降低壓強(qiáng)，故25 min、35 min是溫度相同，平衡常數(shù)相同；
（3）甲、乙、丙按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊，A、B的物質(zhì)的量之比都是1：1，該反應(yīng)前后氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)不變，故甲、乙、丙為等效平衡，平衡時(shí)A的含量相同，甲、乙、丙中混合物的總濃度之比為1：1：2，濃度之比等于平衡時(shí)A的物質(zhì)的量濃度之比，據(jù)此計(jì)算．

解答：解：由圖象可知，30min時(shí)A、C的濃度瞬時(shí)增大相同的倍數(shù)，正、逆反應(yīng)速率增大相同倍數(shù)，反應(yīng)仍處于平衡狀態(tài)，故不能是溫度變化，而是壓縮體積增大壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，則1+X=2，故X=1，
（1）A（g）+B（g）?2C（g）的平衡常數(shù)k=

c2(C)

c(A)×c(B)

，
不同物質(zhì)表示的正、逆速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)，故當(dāng)v（B）_正：v（C）_逆=1：2時(shí)，反應(yīng)到達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)，
故答案為：

c2(C)

c(A)×c(B)

；1：2；
（2）30～40 min改變的條件是降低壓強(qiáng)，故25 min、35 min是溫度相同，平衡常數(shù)相同，故K₂=K₁，
故答案為：K₂=K₁；
（3）甲、乙、丙按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊，A、B的物質(zhì)的量之比都是1：1，該反應(yīng)前后氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)不變，故甲、乙、丙為等效平衡，平衡時(shí)A的含量相同，甲、乙、丙中混合物的總濃度之比為1：1：2，故C₃=2C₁=2C₂，
故答案為：C₃=2C₁=2C₂．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡圖象問題、化學(xué)平衡常數(shù)、等效平衡、平衡狀態(tài)特征等，題目難度較大，根據(jù)圖象濃度的變化以及反應(yīng)速率的變化判斷化學(xué)反應(yīng)狀態(tài)以及影響反應(yīng)速率的條件是解題關(guān)鍵，是易錯(cuò)題目．