Question

【题目】在T℃时，将0.6molX和0.4molY置于容积为2L的密闭容器中(压强为mPa)发生反应：3X(g)+Y(g)2Z(g)该反应为放热反应。若保持温度不变，某兴趣小组同学测得反应过程中容器内压强随时间变化如图所示：

(1)8分钟内Z的平均生成速率为____________。

(2)X的平衡转化率为____________。

(3)将amolX与bmolY的混合气体发生上述反应,反应到某时刻各物质的量恰好满足：n(X)=n(Y)=n(Z)，则原混合气体中a∶b=____________。

(4)下列措施能加快化学反应速率的是____________。

A．恒压时充入He B．恒容时充入He

C．恒容时充入X D．及时分离出Z

E．升高温度 F．选择高效的催化剂

(5)仍在T℃时，将0.6molX和0.4molY置于一容积可变的密闭容器中。下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是______。

a．容器内X、Y、Z的浓度之比为3∶1∶2

b．3v正(X)=v逆(Y)

c．混合气体的密度保持不变

d．容器中气休的平均相对分子质量不随时间而变化

Answer 1

【答案】 0.0125mol·L-1·min-1 50% 5 ：3 CEF cd

【解析】（1）根据反应后的压强计算容器内气体的物质的量，根据反应的方程式结合三段式计算；

（2）X的转化率等于消耗的X的物质的量与X的起始物质的量的比值；

（3）根据反应的方程式结合三段式计算；

（4）根据外界条件对反应速率的影响分析；

（5）结合平衡的特征“等、定”及衍生的物理量判定平衡状态。

（1）将0.6molX和0.4molY置于容积2L的密闭容器中，图中平衡时压强变为原来的0.8倍，则平衡时物质的量为（0.6mol+0.4mol）×0.8=0.8mol。

3X(g)+Y(g)2Z(g)

起始量（mol） 0.6 0.4 0

转化量（mol） 3n n 2n

平衡量（mol） 0.6-3n 0.4-n 2n

则0.6-3n+0.4-n+2n＝0.8，解得n＝0.1

则8分钟内Z的平均生成速率为＝0.0125mol·L-1·min-1；

（2）X的平衡转化率为0.3/0.6×100%=50%；

（3） 3X(g)+Y(g)2Z(g)

起始量（mol） a b 0

转化量（mol） 3x x 2x

平衡量（mol） a-3x b-x 2x

则a-3x＝b-x＝2x

解得a＝5x，b＝3x，则原混合气体中a∶b=5：3；

（4）A．恒压时充入He，容器体积增大，浓度减小，反应速率减小；B．恒容时充入He，浓度不变，反应速率不变；C．恒容时充入X，浓度增大，反应速率加快；D．及时分离出Z浓度减小，反应速率减小；E．升高温度，反应速率加快；F．选择高效的催化剂，反应速率加快；答案选CEF；

（5）a．容器内X、Y、Z的浓度之比为3∶1∶2与起始浓度、转化率有关，不能判定平衡；b．3v正(X)=v逆(Y)时正逆反应速率不相等，不是平衡状态；c．密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量是不变的，但容器容积是变化的，因此混合气体的密度保持不变时反应达到平衡状态；d．气体的物质的量为变量，质量不变，则容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化，为平衡状态；答案选cd。