Question

某溫度時(shí)，在2L密閉容器中氣態(tài)物質(zhì)X和Y反應(yīng)生成氣態(tài)物質(zhì)Z，它們的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如表所示．
（1）根據(jù)下表中數(shù)據(jù)，在畫出X、Y、Z的物質(zhì)的量（n）隨時(shí)間（t）變化的曲線：

t/min	X/mol	Y/mol	Z/mol
0	1.00	1.00	0.00
1	0.90	0.80	0.20
3	0.75	0.50	0.50
5	0.65	0.30	0.70
9	0.55	0.10	0.90
14	0.55	0.10	0.90

（2）體系中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

；
（3）列式計(jì)算該反應(yīng)在0-3min時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物Z的平均反應(yīng)速率：

 

；
（4）列式計(jì)算該反應(yīng)在0-5min時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物Y的轉(zhuǎn)化率：

 

；
（5）該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)物X的轉(zhuǎn)化率等于

 

；達(dá)到平衡時(shí)Z的產(chǎn)率等于

 

；達(dá)到平衡時(shí)Y的體積分?jǐn)?shù)等于

 

（6）如果該反應(yīng)是放熱反應(yīng)．改變實(shí)驗(yàn)條件（溫度、壓強(qiáng)、催化劑）得到Z隨時(shí)間變化的曲線1、2、3（如圖所示）．則曲線1、2、3所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變分別是：曲線1

 

  曲線2

 

  曲線3

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線

專題：化學(xué)平衡專題

分析：由表中數(shù)據(jù)可知，X、Y為反應(yīng)物，Z為生成物，1min時(shí)△n（X）=1mol-0.9mol=0.1mol，△n（Y）=1mol-0.8mol=0.2mol，△n（Z）=0.2mol，9min后各物質(zhì)的物質(zhì)的量不再變化，且反應(yīng)物不為0，故為可逆反應(yīng)，物質(zhì)的量變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故反應(yīng)方程式為X+2Y2Z．
（1）根據(jù)X、Z的物質(zhì)的量（n）隨時(shí)間（t）變化畫出變化曲線；
（2）根據(jù)物質(zhì)的量的變化與化學(xué)計(jì)量數(shù)呈正比書寫化學(xué)方程式；
（3）根據(jù)v=

△c

△t

計(jì)算Z的反應(yīng)速率；
（4）根據(jù)轉(zhuǎn)化率=

轉(zhuǎn)化了的物質(zhì)的量

起始總物質(zhì)的量

×100%計(jì)算Y的轉(zhuǎn)化率；
（5）根據(jù)轉(zhuǎn)化率=

轉(zhuǎn)化了的物質(zhì)的量

起始總物質(zhì)的量

×100%計(jì)算平衡時(shí)X的轉(zhuǎn)化率，根據(jù)產(chǎn)率=

實(shí)際產(chǎn)量

理論產(chǎn)量

×100%計(jì)算平衡時(shí)Z的產(chǎn)率，平衡時(shí)Y的體積分?jǐn)?shù)=

平衡時(shí)Y的物質(zhì)的量

平衡時(shí)體系氣體總物質(zhì)的量

×100%計(jì)算Y的體積分?jǐn)?shù)；
（6）根據(jù)平衡是Z的物質(zhì)的量的變化，結(jié)合反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且為氣體體積增大的反應(yīng)．分析平衡的移動(dòng)，進(jìn)而判斷改變的條件．

解答： 解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，X、Y為反應(yīng)物，Z為生成物，1min時(shí)△n（X）=1mol-0.9mol=0.1mol，△n（Y）=1mol-0.8mol=0.2mol，△n（Z）=0.2mol，所以X、Y、Z在相同時(shí)間內(nèi)的變化量之比為1：2：2，9min后各物質(zhì)的物質(zhì)的量不再變化，平衡時(shí)X、Y、Z的物質(zhì)的量分別為：0.55mol、0.1mol、0.9mol．
橫坐標(biāo)為時(shí)間，從坐標(biāo)為X、Z的物質(zhì)的量（n），根據(jù)表中數(shù)據(jù)可畫出曲線為：，
故答案為：；
（2）由表中數(shù)據(jù)看出反應(yīng)從開始到平衡，X的物質(zhì)的量減小，應(yīng)為反應(yīng)物，0～1min物質(zhì)的量變化值為1.00mol-0.90mol=0.10mol，Y的物質(zhì)的量減小，應(yīng)為反應(yīng)物，0～1min物質(zhì)的量變化值為1.00mol-0.80mol=0.20mol，Z的物質(zhì)的量增多，應(yīng)為是生成物，物質(zhì)的量的變化值為0.20mol，9min后各物質(zhì)的物質(zhì)的量不再變化，且反應(yīng)物不為0，故為可逆反應(yīng)，根據(jù)物質(zhì)的量的變化與化學(xué)計(jì)量數(shù)呈正比，則n（X）：n（Y）：n（Z）=0.10mol：0.20mol：0.20mol=1：2：2，反應(yīng)方程式為X+2Y2Z，
故答案為：X+2Y2Z；
（3）在0-3min時(shí)，△n（Z）=0.5mol，所以v（Z）=

0.5mol 2L

3min

=0.083mol/（L?min），
故答案為：0.083mol/（L?min）；
（4）在0-5min時(shí)，△n（Y）=0.7mol，所以Y的轉(zhuǎn)化率=

0.7

1.0

×100%=70%，
故答案為：70%；
（5）該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，△n（X）=1mol-0.55mol=0.45mol，n（Y）=0.1mol，n（Z）=0.9mol，所以X的轉(zhuǎn)化率=

0.45

1.0

×100%=45%，假設(shè)反應(yīng)完全正向進(jìn)行，根據(jù)表中數(shù)據(jù)和方程式可知，生成Z的物質(zhì)的量為1.0mol，所以Z的產(chǎn)率=

0.9

1.0

×100%=90%，平衡時(shí)混合體系的氣體總物質(zhì)的量為0.55mol+0.1mol+0.9mol=1.55mol，所以Y的體積分?jǐn)?shù)=

0.1

1.55

×100%=6.5%，
故答案為：45%；90%；6.5%；
（6）該可逆反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且為氣體體積增大的反應(yīng)．
由表中數(shù)據(jù)可知，平衡時(shí)Z的物質(zhì)的量為0.9mol，由圖2可知曲線①平衡后，Z的物質(zhì)的量為0.6，Z的物質(zhì)的量減小，故平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，應(yīng)是升高溫度；曲線②平衡后，Z的物質(zhì)的量為0.9mol，Z的物質(zhì)的量未變，應(yīng)是使用催化劑；曲線③平衡后，Z的物質(zhì)的量為0.95mol，Z的物質(zhì)的量增大，應(yīng)是增大壓強(qiáng)，
故答案為：升高溫度；加入催化劑；增大壓強(qiáng)．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡移動(dòng)、外界條件對(duì)平衡的影響、化學(xué)平衡圖象及作圖能力等，難度中等，（1）中作圖注意起點(diǎn)、平衡時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量以及X、Y、Z在相同時(shí)間內(nèi)的變化量關(guān)系．