Question

某温度时，在10 L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z，它们的物质的量随时间的变化下表中数据

t/min	X/mol	Y/mol	Z/mol
0	1.00	2.00	0.00
1	0.90	1.80	0.20
3	0.75	1.50	0.50
5	0.65	1.30	0.70
9	0.55	1.10	0.90
10	0.55	1.10	0.90
14	0.55	1.10	0.90

（1） 体系中发生反应的化学方程式是____________；

（2） 计算该反应在0～3 min时间内产物Z的平均反应速率：________；

（3） 该反应达到平衡时反应物X的转化率α等于________；

（4） 如果该反应是放热反应，改变实验条件（温度、压强、催化剂）得到Z随时间变化的曲线1、2、3（如下图所示）则曲线1所对应的实验条件改变是：______ ___ ___。

（5）如果起始加入X、Y、Z的物质的量分别为2．00 mol、4．00 mol和0 mol，在原温度下达平衡时，X的转化率为α!，则α! α（填 < > =）。

（6）如果在原温度下起始加入X、Y、Z的物质的量分别为1．00 mol、1．00 mol和1．00 mol，此时可逆反应的反应速率：?（正） ?（逆）（填 < > =）。

 

Answer 1

（1）X+2Y 2Z；

（2）0.017mol?L-1?min-1；（3）45% （4）升高温度； （5）＞（6）＞

【解析】

试题分析：（1）该反应9min后达到化学平衡，为可逆反应，0～1min，X减少了0.1mol，Y减少了0.2mol，Z增加了0.2mol，可得化学方程式：X+2Y 2Z。

（2）该反应在0～3 min时间内产物Z的平均反应速率v（Z）=?c（Z）/?t=0.50mol÷10L÷3min=0.017mol?L-1?min-1。

（3）该反应达到平衡时反应物X的转化率α=（1.00mol—0.55mol）÷1.00mol×100%=45%。

（4）该可逆反应正反应为放热反应，且为气体体积增大的反应，曲线1平衡后，Z的物质的量为0.6，Z的物质的量减小，故平衡向逆反应移动，应是升高温度。

（5）如果起始加入X、Y、Z的物质的量分别为2．00 mol、4．00 mol和0 mol，在等温等容条件下，加入反应物的起始量增大一倍，相当于压强增大，平衡向气体体积减小的方向进行，即向正反应方向移动，所以X的转化率增大，故α! ＞α。

（6）根据表中数据，9min时反应已达到平衡，则该温度下化学平衡常数K=（0.090mol?L?1）2÷[0.055mol/L×(0.11mol?L?1)2]=12.2L/mol，如果在原温度下起始加入X、Y、Z的物质的量分别为1．00 mol、1．00 mol和1．00 mol，此时浓度商Q=（0.100mol?L?1）2÷[0.100mol/L×(0.100mol?L?1)2]=10L/mol<K，平衡向正反应方向移动，故?（正）＞?（逆）。

考点：本题考查化学反应速率、化学平衡及相关计算。