Question

8．400℃时，某密闭容器中有X，Y，Z三种气体，从反应开始到达到平衡时各物质浓度的变化如图甲所示（假定反应向正反应方向进行）．图乙为相应时刻仅改变反应体系中某一条件后正、逆反应速率随时间变化的情况．
（1）反应开始至平衡时v（X）=0.09mol/（L•min）；A，B，C三点的逆反应速率由小到大的顺序为A＜B＜C
（2）若t₃时改变的条件是降低压强，则Z物质的起始浓度是1.1mol/L；400℃时该反应的平衡常数为1.39
（3）t₄时改变的条件是升高温度，若该反应具有自发性，则此时平衡向逆反应方向移动（选填“正反应方向”或“逆反应方向”）．
（4）在图乙中绘制出t₆时向容器中加入一定量X后建立新平衡的过程中（压强保持不变）正、逆反应速率的变化曲线并注明速率类型．

Answer 1

分析 （1）根据图象可知，10min时反应达到平衡，X的浓度从1.5mol/L降为0.6mol/L，依据反应速率v=$\frac{△c}{△t}$计算，根据浓度对反应速率的影响判断A，B，C三点的逆反应速率顺序；
（2）若t₃时改变的条件是降低压强，根据图乙可知，平衡不移动，说明该反应前后气体体积不变，根据图甲可写出反应方程式，根据方程式利用三段式可计算Z物质的起始浓度及平衡常数；
（3）t₄时改变条件时，正逆反应速率都增大，说明t₄时改变条件是升高温度，根据反应自发进行的条件，结合方程式判断；
（4）在t₆时向容器中加入一定量X后建立新平衡的过程中（压强保持不变），则容器体积增大，根据浓度对反应速率的影响及等效平衡的原理画图．

解答 解：（1）根据图象可知，10min时反应达到平衡，X的浓度从1.5mol/L降为0.6mol/L，所以v（X）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{1.5mol/L-0.6mol/L}{10min}$=0.09mol/（L•min），根据图可知，反应中X的浓度随反应的进行在减小，Y的浓度在增大，所以Y为生成物，A、B、C三点的Y的浓度逐渐增大，所以A、B、C三点的逆反应速率也逐渐增大，即反应速率A＜B＜C，
故答案为：0.09mol/（L•min）；A＜B＜C；
（2）若t₃时改变的条件是降低压强，根据图乙可知，平衡不移动，说明该反应前后气体体积不变，根据图甲可知，X为反应物，Y为生成物，X、Y的浓度变化量之比为3：2，所以Z只能生成物，且反应方程式为3X?2Y+Z，利用三段式可知，
              3X?2Y+Z
起始（mol/L） 1.5     0.6      0.8
转化（mol/L） 0.9     0.6      0.3
平衡（mol/L） 0.6     1.2      0.5
所以Z物质的起始浓度是0.8mol/L，K=$\frac{1.2×0．{5}^{2}}{0．{6}^{3}}$=1.39，
故答案为：1.1mol/L；1.39；
（3）t₄时改变条件时，正逆反应速率都增大，说明t₄时改变条件是升高温度，由于该反应熵不变，所以根据反应自发进行的条件，该反应正反应为放热反应，所以升高温度平衡逆向移动，
故答案为：升高温度；逆反应方向；
（4）在t₆时向容器中加入一定量X后建立新平衡的过程中（压强保持不变），体积增大，根据反应3X?Y+2Z可知，反应物浓度增大，正反应速率增大，生成物浓度减小，逆反应速率 减小，但建立新平衡与原平衡为等效平衡，平衡不移动，最终平衡时的速率与原来的相等地，所以图象为，
故答案为：；

点评 本题考查了化学平衡的影响因素分析判断，化学平衡常数、反应速率概念计算应用，掌握基础是关键，题目难度中等．