Question

【题目】400 ℃时，某密闭容器中有X、Y、Z三种气体，从反应开始到达到平衡时各物质浓度的变化如图甲所示(假定反应向正反应方向进行)。图乙为相应时刻仅改变反应体系中某一条件后正、逆反应速率随时间变化的情况。

（1）反应从开始至平衡时v(X)＝________________；A、B、C三点的逆反应速率由大到小的顺序为_______________________________________________。

（2）若t3 s时改变的条件是降低压强，则Z物质的起始浓度是________；400 ℃时该反应的平衡常数为________。

（3）t4 s时改变的条件是________，若该反应具有自发性，则此时平衡向________________(填“正反应方向”或“逆反应方向”)移动。

（4）在图乙中绘制出t6 s时向容器中加入一定量X后建立新平衡的过程中(压强保持不变)正、逆反应速率的变化曲线并注明速率类型。____________________

（5）研究表明，该反应经过如下几个阶段：

3X(g)2Q(s)＋P(g) ΔH1 Q(s)===Y(g)＋W(g) ΔH2 P(g)＋2W(g)Z(g) ΔH3

试写出X、Y、Z间反应的热化学方程式________________________________________。

Answer 1

【答案】 0.09 mol·L－1·s－1 C>B>A 0.2 mol·L－1 (或3.33) 升高温度 逆反应方向 3X(g)2Y(g)＋Z(g)　 ΔH＝ΔH1＋2ΔH2＋ΔH3

【解析】试题分析：由甲图可知，X是反应物，Y是生成物。10s时反应达到平衡，X、Y的变化量分别为0.9mol/L和0.6mol/L，变化量之比为3:2，由图乙可知，减压后平衡不发生移动，所以该反应的化学方程式为3X2Y+Z。

（1）反应从开始至平衡时v(X)＝0.09 mol·L－1·s－1；浓度越大化学反应速率越大，所以A、B、C三点的逆反应速率由大到小的顺序为C>B>A。

（2）若t3 s时改变的条件是降低压强，Z的平衡量为0.5mol/L，Z的变化量为0.3mol/L，则Z物质的起始浓度是0.2 mol·L－1；由图甲可知，X、Y、Z的平衡量分别为0.6mol/L、1.2mol/L、0.5mol/L，所以，400 ℃时该反应的平衡常数为(或3.33)。

（3）t4 s时，正反应速率和逆反应速率都增大且增大的程度不同，所以改变的条件是升高温度，若该反应具有自发性，由于该反应的△S<0，所以该反应的△H<0，则此时平衡向逆反应方向（吸热反应方向）移动。

（4）t6 s时向容器中加入一定量X后，因压强保持不变，故容器体积增大，所以X的浓度增大、Y和Z的浓度减小，正反应速率增大、逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动，建立新平衡的过程中正、逆反应速率的变化曲线如下：

（5）研究表明，该反应经过如下几个阶段：①3X(g)2Q(s)＋P(g)　ΔH1 ；②Q(s)===Y(g)＋W(g)　ΔH2 ；③P(g)＋2W(g)Z(g)　ΔH3。由①+②③可得3X(g)2Y(g)＋Z(g)，所以ΔH＝ΔH1＋2ΔH2＋ΔH3， X、Y、Z间反应的热化学方程式为3X(g)2Y(g)＋Z(g) ΔH＝ΔH1＋2ΔH2＋ΔH3。