Question

【題目】300℃時，將氣體X和氣體Y各1.6 mol充入10 L恒容密閉容器中，發(fā)生反應：X(g) +Y(g)2Z(g) ΔH＜0，一段時間后達到平衡。反應過程中測定的數(shù)據(jù)如下表：

t/min	2	4	7	9
n(Y)/mol	1.2	1.1	1.0	1.0

回答下列問題：

（1）反應0~2 min Z的平均速率v(Z)=________________

（2）溫度為300℃時，該反應的化學平衡常數(shù)K＝____________________

（3）右圖表示該反應變化過程中物質的濃度與反應的時間變化關系。圖中t2→t3間的曲線變化是由于下列哪種條件的改變所引起的_______

A．增大了壓強 B．降低溫度

C．增加了x和y的濃度 D．使用了催化劑

（4）若起始時向該容器中充入X、Y、Z各2.0 mol，則反應將向_______（填“正”或“逆”）反應方向進行，達平衡時Z的體積分數(shù)=____________，平衡時n(Y)=_______________。

Answer 1

【答案】0.04 mol/L/ min 1.44 B 正 0.375 1.875 mol

【解析】

（1）由表格數(shù)據(jù)和化學反應速率公式計算；

（2）建立三段式計算；

（3）依據(jù)圖像判斷平衡移動方向，依據(jù)化學平衡移動原理分析；

（4）依據(jù)濃度熵和平衡常數(shù)的大小判斷平衡移動方向；建立三段式計算。

（1）由表格數(shù)據(jù)可知，0~2 min內Y的濃度變化量為(0.16-0.12)mol/L=0.04mol/L，由化學反應速率之比等于化學計量數(shù)之比可知，v(Z)=2v(Y)=2×=0.04mol/(L·min)，故答案為：0.04mol/(L·min)；

（2）由表格數(shù)據(jù)可知，7min時反應達到平衡，由題意建立如下三段式：

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

起（mol/L）0.16 0.16 0

變（mol/L）0.06 0.06 0.12

平（mol/L）0.1 0.1 0.12

則反應的化學平衡常數(shù)K＝==1.44，故答案為：1.44；

（3）由圖可知，t2→t3間生成物Z的濃度增大，反應物X或Y的濃度減小，平衡向正反應方向移動。

A、該反應是氣體體積不變的反應，增大壓強，平衡不移動，故錯誤；

B、該反應是放熱反應，降低溫度，平衡向正反應方向移動，生成物Z的濃度增大，反應物X或Y的濃度減小，故正確；

C、增加了X和Y的濃度，條件改變的t2時刻，X或Y的濃度應增大，故錯誤；

D、使用催化劑，平衡不移動，故錯誤；

B正確，故答案為：B；

（4）若起始時向該容器中充入X、Y、Z各2.0mol，濃度熵Qc＝==1＜K，平衡向正反應方向移動，設A的消耗量為a，由題意建立如下三段式：

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

起（mol/L）0.2 0.2 0.2

變（mol/L）a a 2a

平（mol/L）0.2-a 0.2-a 0.2+2a

則反應的化學平衡常數(shù)K＝==1.44，解得a=0.0125mol/L，則Z的體積分數(shù)為=37.5%，平衡時n(Y)=(0.2-0.0125)mol/L×10L=1.875mol。故答案為：0.375；1.875。