Question

12．  某温度时，在2L密闭容器中有X、Y、Z三种气态物质，实验测得不同时刻各物质的量如下表所示，同时测得至3min时吸收热量75kJ．

t/min	X/mol	Y/mol	Z/mol
0	1.00	1.00	0.00
3	0.75	0.50	0.50
5	0.65	0.30	0.70
9	0.60	0.20	0.80
14	0.60	0.20	0.80

（1）写出该反应的热化学反应方程式：X（g）+2Y（g）?2Z（g）△H=-300kJ/mol．
（2）该温度下反应的平衡常数K=$\frac{1600}{9}$．
（3）若该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示．则：
①t₂～t₃时平衡向逆（填“正”或“逆”）反应方向移动．
②t₄时被改变的外界条件是B（选择一个正确选项）
A升温  B降温  C．降压  D．移去部分反应物  E加入负催化剂．

Answer 1

分析 （1）根据表中数据知，随着反应的进行，X、Y的物质的量减少而Z的物质的量增大，说明X和Y是反应物而Z是生成物，9min时各物质的物质的量不变，说明该反应达到平衡状态，则△n（X）=（1.00-0.60）mol=0.40mol，
△n（Y）=（1.00-0.20）mol=0.80mol，△n（Z）=（0.80-0.00）mol=0.80mol，同一反应中参加反应的各物质的物质的量之比等于其计量数之比，所以X、Y、Z的计量数之比=0.40mol：0.80mol：0.80mol=1：2：2，3min时参加反应的X的物质的量=（1.00-0.75）mol=0.25mol，放出的热量是75kJ，则1molX完全反应放出的热量为300kJ，据此书写其热化学方程式；
（2）平衡时c（X）=$\frac{0.60mol}{2L}$=0.30mol/L，c（Y）=$\frac{0.20mol}{2L}$=0.10mol/L，c（Z）=$\frac{0.80mol}{2L}$=0.40mol/L，根据平衡常数公式计算其化学平衡常数；
（3）①根据图知，t₂改变条件时，逆反应速率增大，且达到平衡状态时反应速率大于原来平衡反应速率，所以改变条件瞬间逆反应速率大于正反应速率；
②t₄改变条件时，平衡速率小于原来平衡速率，且随着反应进行，逆反应速率减小，则正反应速率应该增大，平衡逆向移动，且改变条件瞬间正逆反应速率都小于原来平衡速率，改变的条件应该是温度．

解答 解：（1）根据表中数据知，随着反应的进行，X、Y的物质的量减少而Z的物质的量增大，说明X和Y是反应物而Z是生成物，9min时各物质的物质的量不变，说明该反应达到平衡状态，则△n（X）=（1.00-0.60）mol=0.40mol，
△n（Y）=（1.00-0.20）mol=0.80mol，△n（Z）=（0.80-0.00）mol=0.80mol，同一反应中参加反应的各物质的物质的量之比等于其计量数之比，所以X、Y、Z的计量数之比=0.40mol：0.80mol：0.80mol=1：2：2，3min时参加反应的X的物质的量=（1.00-0.75）mol=0.25mol，放出的热量是75kJ，则1molX完全反应放出的热量为300kJ，其热化学方程式为：X（g）+2Y（g）?2Z（g）△H=-300kJ/mol，
故答案为：X（g）+2Y（g）?2Z（g）△H=-300kJ/mol；
（2）平衡时c（X）=$\frac{0.60mol}{2L}$=0.30mol/L，c（Y）=$\frac{0.20mol}{2L}$=0.10mol/L，c（Z）=$\frac{0.80mol}{2L}$=0.40mol/L，K=$\frac{（0.40）^{2}}{0.30×（0.10）^{2}}$=$\frac{1600}{9}$，
故答案为：$\frac{1600}{9}$；
（3）①根据图知，t₂改变条件时，逆反应速率增大，且达到平衡状态时反应速率大于原来平衡反应速率，所以改变条件瞬间逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，故答案为：逆；
②t₄改变条件时，平衡速率小于原来平衡速率，且随着反应进行，逆反应速率减小，则正反应速率应该增大，平衡逆向移动，且改变条件瞬间正逆反应速率都小于原来平衡速率，改变的条件应该是降低温度，故选B．

点评 本题考查化学平衡计算，为高频考点，涉及化学平衡常数计算、化学平衡图象分析，侧重考查学生分析计算能力，难点是图象分析，要根据曲线变化趋势及特点结合方程式确定改变条件，题目难度不大．