Question

2．T℃时，在2L恒容密闭容器中气态物质X、Y、Z的物质的量随时间变化的部分数据如表所示：

T/min	n（X）/mol	n（Y）/mol	n（Z）/mol
0	0.80	1.00	0
1	0.70	0.80
5			0.70
9	0.40
10	0.40		0.80

（1）写出该反应的化学方程式X+2Y?2Z
（2）反应进行到10min，X的转化率为50%，0～5min内Y的平均反应速率为0.07mol/（L•min）
（3）计算T℃时该反应的平衡常数K=80L/mol
（4）T℃下向该密闭容器中通入一定量的X、Y、Z，反应到某时刻测得X、Y、Z的物质的量分别为1.00mol、0.50mol、1.60mol，则此时正逆反应速率大小：v_正大于v_逆（填“大于”、“等于”、“小于”）
（5）若在10min和t₃、t₅时刻分别改变该反应的某一反应条件，得到X、Z的物质的量及反应速率与时间的关系如图A、B所示：

①10min时改变的反应条件是增大Y的浓度
②t₃时刻改变的反应条件是降低温度?t₅时刻改变的反应条件是加催化剂，理由是t₅时刻正逆反应速率同等程度增大且相等．

Answer 1

分析 （1）由表中数据可知，X、Y为反应物，Z为生成物，1min时△n（X）=0.8mol-0.7mol=0.1mol，△n（Y）=1mol-0.8mol=0.2mol，△n（X）：△n（Y）=1：2，10min后各物质的物质的量不再变化，反应物不为0，故为可逆反应，此时△n（X）=0.8mol-0.4mol=0.4mol，则△n（Y）=0.8mol，△n（Z）=0.8mol，再根据物质的量变化量之比等于化学计量数之比；
（2）根据转化率=$\frac{物质的转化量}{物质的起始量}$×100%计算转化率；速率v=$\frac{△c}{△t}$计算反应速率Z的反应速率，再根据速率之比=化学计量数之比计算Y的反应速率；
（3）根据化学平衡常数概念计算；
（4）先计算Qc，再与k做比较可得；
（5）根据影响化学平衡的因素，结合图象曲线变化趋势分析．

解答 解：（1）由表中数据可知，X、Y为反应物，Z为生成物，1min时△n（X）=0.8mol-0.7mol=0.1mol，△n（Y）=1mol-0.8mol=0.2mol，△n（X）：△n（Y）=1：2，10min后各物质的物质的量不再变化，反应物不为0，故为可逆反应，此时△n（X）=0.8mol-0.4mol=0.4mol，则△n（Y）=0.8mol，△n（Z）=0.8mol，再根据物质的量变化量之比等于化学计量数之比，则n（X）：n（Y）：n（Z）=0.4mol：0.8mol：0.8mol=1：2：2，反应方程式为X+2Y?2Z；
故答案为：反应方程式为X+2Y?2Z；
（2）由表中数据可知，10min时，△n（X）=0.8mol-0.4mol=0.4mol，则X的转化率为：$\frac{0.4mol}{0.8mol}×100%$=50%；反应X+2Y?2Z，0～5min内，Z的反应速率为：$\frac{0.7mol÷2L}{5min}$=0.07mol/（L•min），反应速率之比=化学计量数之比，则Y的反应速率为：0.07mol/（L•min）；
故答案为：50%； 0.07mol/（L•min）；
（3）根据数据，有
               X+2Y?2Z
起始量：0.8   1     0
转化量：0.4   0.8   0.8
平衡量：0.4   0.2   0.8
则k=$\frac{（0.8mol÷2L）^{2}}{（0.4mol÷2L）•（0.2mol÷2L）^{2}}$=80 L/mol；
故答案为：80 L/mol；
（4）温度不变，k不变，X、Y、Z的物质的量分别为1.00mol、0.50mol、1.60mol，此时Qc=$\frac{（1.6÷2）^{2}}{（1÷2）•（0.5÷2）^{2}}$＜80，反应向着正方向进行，故v_正＞v_逆；
故答案为：大于；
（5）①分析图象A，10min时，X减少，Z增多，图象B反应向着正方向移动，为增大Y的浓度；
故答案为：增大Y的浓度；
 ②t₃反应向着正反应方向移动，反应速率均减慢，应该是降低温度；t₅时反应速率加快，但平衡不移动，催化剂不影响平衡，故为加催化剂；
故答案为：降温或降低温度；使用催化剂 或用催化剂或加催化剂；t₅时刻正逆反应速率同等程度增大且相等．

点评 本题考查了化学平衡的有关计算、影响化学平衡移动的因素等，题目难度不大，注重对学生基础的考查和对图象的分析能力．