Question

3．某温度时．在2L的密闭容器中，X、Y、Z（均为气体）三种物质的量随时间的变化曲线如图所示．
（1）由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为3X+Y?2Z；
（2）反应从开始至2 分钟用Z的浓度变化表示的平均反应速率为v（Z）=0.05mol/（L•min）；
（3）2min反应达平衡容器内混合气体的平均相对分子质量比起始时增大（填增大、减小或不变）；混合气体密度比起始时不变（填增大、减小或不变）．
（4）将amolX与b molY的混合气体发生上述反应，反应到某时刻各物质的量恰好满足：
n（X）=n（Y）=n（Z），则原混合气体中a：b=5：3．
（5）下列措施能加快反应速率的是C、E、F．
A．恒压时充入He     B．恒容时充入He      C．恒容时充入X
D．及时分离出Z      E．升高温度            F．选择高效的催化剂
（6）下列说法正确的是A、C．
A．升高温度改变化学反应的限度
B．已知正反应是吸热反应，升高温度平衡向右移动，正反应速率加快，逆反应速率减慢
C．化学反应的限度与时间长短无关
D．化学反应的限度是不可能改变的
E．增大Y 的浓度，正反应速率加快，逆反应速率减慢．

Answer 1

分析 （1）结合图象，可逆反应过程中，物质的转化量之比等于化学方程式中计量数之比，以此确定化学方程式中的计量数；
（2）反应开始至两分钟内，Z的物质的量变化为△n=0.2mol，以Z浓度变化表示的化学反应速率为$v（Z）=\frac{△c}{△t}=\frac{△n}{V△t}$；
（3）平衡容器内混合气体的平均相对分子质量为$\overline{M}=\frac{{m}_{混}}{n}$，混合气体的密度为$ρ=\frac{{m}_{混}}{{V}_{容器}}$，结合化学平衡的移动知识解答；
（4）按照（1）中化学反应方程式反应，列出a与c之间的关系求解；
（5）结合常用的加快化学反应速率的方法：升高温度，增加物质的浓度，压强变化等，并与勒夏特列原理的知识相结合来解答；
（6）A．改变温度，浓度等条件可以改变化学反应的限度；
B．升高温度，无论正逆反应速率，都会加快；
C．化学反应的限度与自身的性质有关；
D．当改变温度，浓度等条件时，可以改变化学反应限度；
E．增加物质的浓度，可以加快化学反应速率．

解答 解：（1）反应从起始0时刻到2min时达到反应平衡，X消耗了△n（X）=1.0-0.7=0.3mol，Y消耗了△n（Y）=1.0-0.9=0.1mol，生成了Z有△n（Z）=0.2-0=0.2mol，反应方程式的化学计量数之比就是X、Y、Z的转化量之比，为3：1：2，化学反应方程式为3X+Y?2Z，
故答案为：3X+Y?2Z；
（2）反应从0时刻开始，到2min时达到反应平衡，Z生成了0.2mol，以Z浓度变化表示的化学反应速率为$\overline{v}（Z）=\frac{△n}{V△t}=\frac{0.2mol}{2L×2min}=0.05mol/（L•min）$，
故答案为：0.05mol/（L•min）；
（3）整个反应都是气体参加的反应，平衡容器内混合气体的平均相对分子质量为$\overline{M}=\frac{{m}_{混}}{n}$，反应前后，气体总的物质的量在减小，根据质量守恒定律，反应前后气体总质量不变，则混合气体平均相对分子质量增大；混合气体的密度为$ρ=\frac{{m}_{混}}{{V}_{容器}}$，反应前后气体总质量不变，容器为密闭容器，体积不发生改变，则混合气体的密度不变．故答案为：增大；不变；
（4）将amolX与bmolY混合气体发生反应：3X+Y?2Z，反应到某时刻满足n（X）=n（Y）=n（Z），设Y的转化量为cmol，则有关系：a-3c=b-c=2c，解得a=5c，b=3c，则a：b=5：3，故答案为：5：3；
（5）常用的增加化学反应速率的方法有：升高温度，增加物质的浓度，改变压强等，
A．恒压时充入He，相当于对容器内物质进行浓度的稀释，反应速率降低，故A不选；
B．恒容时充入•He，He并不参加化学反应，对恒容容器并没有影响，对化学反应速率不影响，故B不选；
C．恒容时充入X，X是反应物，相当于增加反应物的浓度，加快化学反应速率，推动平衡向右移动，故C可选；
D．及时分离出Z，减小了生成物浓度，能促使平衡向右移动，但减少物质的浓度，降低了化学反应速率，故D不选；
E．升高温度，无论是正反应还是逆反应速率，都增加反应速率，故E可选；
F．选择高效催化剂，增加化学反应速率，缩短到达平衡时所需的时间，但不改变化学平衡的限度，故F可选．
故选C、E、F；
（6）A．升高温度，可以改变平衡常数，也改变化学反应限度，故A正确；
B．升高温度，无论是正逆反应速率，都会增加，故B错误；
C．化学反应限度与物质自身和外在因素，如温度，压强，浓度等有关，与时间长短无关，故C正确；
D．升高温度，改变物质的浓度，改变压强，都可以改变化学反应限度，故D错误；
E．增加Y的浓度，正逆反应速率最终都会加快，故E错误．
故选A、C．

点评 本题主要考查化学反应速率的计算，影响因素，化学平衡的移动，结合勒夏特列原理分析化学平衡的移动，题目难度不大，是基础题．