Question

向体积为2L的固定密闭容器中通入3mol X气体，在一定温度下发生如下反应：2X(g)Y(g)+3Z(g)

(1)经5 min后反应达到平衡，此时测得容器内的压强为起始时的1.2倍，则用Y表示的速率为__________mol • L^﹣1 • min^﹣1。

(2)若上述反应在甲、乙、丙、丁四个同样的密闭容器中进行，在同一段时间内测得容器内的反应速率分别为甲：v(X)=3.5 mol • L^﹣1 • min^﹣1；乙：v(Y)=2 mol • L^﹣1 • min^﹣1；丙：v(Z)= 4.5mol • L^﹣1 • min^﹣1；丁：v (X)= 0.075 mol • L^﹣1 • s^﹣1。若其他条件相同，温度不同，则温度由高到低的顺序是(填序号)______________________。

(3)若向达到(1)的平衡体系中充入氮气，则平衡___________(填“向左”“向右”或“不”)移动；若从达到(1)的平衡体系中移走部分Y气体，则平衡___________(填“向左”“向右”或“不”)移动。

(4)若在相同条件下向达到(1)所述的平衡体系中再充入0.5molX气体，则平衡后X的转化率与(1)的平衡中X的转化率相比较

A.无法确定

B.前者一定大于后者

C.前者一定等于后者

D.前者一定小于后者

(5)若保持温度和压强不变，起始时加入X、Y、Z物质的量分别为a mol、b mol、c mol，达到平衡时仍与(1)的平衡等效，则：a、b、c应该满足的关系为__________________。

(6)若保持温度和体积不变，起始时加入X、Y、Z物质的量分别为a mol、b mol、c mol，达到平衡时仍与(1)的平衡等效，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则c的取值范围应该为______________________。

Answer 1

【答案】(1)0.03   (2)丁＞乙＞甲＞丙   (3)不  向右 (4)D (5)c=3b，a≥0   (6)0.9＜c≤4.5

【解析】(1)压强之比等于气体的物质的量之比，则依据三段式计算。设反应生成的Y的物质的量为a。

2X(g)Y(g)+3Z(g)

3 mol       0     0

2a         a     3a

3 mol-2a   a     3a

所以有3 mol+2a= 1.2×3 mol，a = 0.3 mol，则v(Y)=0.3 mol/(2 L×5min)=0.03 mol • L^﹣1 • min^﹣1。

(2)将各个数据转化为用同一种物质来表示的反应速率，且单位—致，如用X来表示，则当v(Y)=2 mol • L^﹣1 • min^﹣1时，v(X)= 4 mol • L^﹣1 • min^﹣1；当v(Z)=4.5 mol • L^﹣1 • min^﹣1 时，v(X)=3 mol • L^﹣1 • min^﹣1等，则可以看出温度的髙低顺序为：丁＞乙＞甲＞丙。(3)等温等容条件下通入一种惰性气体，反应体系中的各组分的浓度没有改变，平衡不移动；若移走部分Y气体，则压强减小，平衡向气体的物质的量增大的方向移动。(4)若在等温等压条件下，通入X气体，则与原平衡状态互为等效平衡，转化率不变，此时相当于压缩原平衡体系的体积，平衡会逆向移动，X的转化率减小。(5)温度和压强不变的等效平衡，满足物质的量成比例，即c=3b，对于a的要求只需要a≥0即可。(6)通过极限转化思想，将3 mol X全部转化到方程式右边，得到4.5 mol的Z，即若要满足等温等体积的等效平衡，那么c的最大值为4.5 mol，而(1)平衡时，Z的物质的量为0.9 mol，如果要求反应逆向进行，则c必须大于0.9。