Question

15．某溫度時(shí)，在2L密閉容器中氣態(tài)物質(zhì)X和Y反應(yīng)生成氣態(tài)物質(zhì)Z，它們的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如表所示．
（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖1中畫出X、Y、Z的物質(zhì)的量（n）隨時(shí)間（t）變化的曲線：

t/min	X/mol	Y/mol	Z/mol
0	1.00	1.00	0.00
1	0.90	0.80	0.20
3	0.75	0.50	0.50
5	0.65	0.30	0.70
9	0.55	0.10	0.90
10	0.55	0.10	0.90
14	0.55	0.10	0.90

（2）體系中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是X（g）+2Y（g）?2Z（g）．
（3）計(jì)算該反應(yīng)在0～3min時(shí)間內(nèi)v（Z）=0.083mol/（L•min）（保留至小數(shù)點(diǎn)后三位）．
（4）該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)物X的轉(zhuǎn)化率等于45%．
（5）該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，Z的體積分?jǐn)?shù)為58%（保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）由表中數(shù)據(jù)可知，X、Y為反應(yīng)物，Z為生成物，1min時(shí)△n（X）=1mol-0.9mol=0.1mol，△n（Y）=1mol-0.8mol=0.2mol，△n（Z）=0.2mol，9min后各物質(zhì)的物質(zhì)的量不再變化，且反應(yīng)物不為0，
（2）根據(jù)物質(zhì)的量的變化得出反應(yīng)物和生成物，再根據(jù)物質(zhì)的量變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，得到化學(xué)方程式；
（3）依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率=$\frac{△c}{△t}$，結(jié)合圖表數(shù)據(jù)計(jì)算；
（4）根據(jù)轉(zhuǎn)化率等于變化量和初始量的比值計(jì)算反應(yīng)物X的轉(zhuǎn)化率；
（5）相同條件下氣體的體積之比等于物質(zhì)的量之比，根據(jù)平衡時(shí)各組分的濃度計(jì)算Z的體積分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，X、Y為反應(yīng)物，Z為生成物，1min時(shí)△n（X）=1mol-0.9mol=0.1mol，△n（Y）=1mol-0.8mol=0.2mol，△n（Z）=0.2mol，所以X、Y、Z在相同時(shí)間內(nèi)的變化量之比為1：2：2，9min后各物質(zhì)的物質(zhì)的量不再變化，平衡時(shí)X、Y、Z的物質(zhì)的量分別為：0.55mol、0.1mol、0.9mol．
橫坐標(biāo)為時(shí)間，從坐標(biāo)為X、Z的物質(zhì)的量（n），根據(jù)表中數(shù)據(jù)可畫出曲線為：，
故答案為：；
（2）由表中數(shù)據(jù)看出反應(yīng)從開始到平衡，X的物質(zhì)的量減小，應(yīng)為反應(yīng)物，0～1min物質(zhì)的量變化值為1.00mol-0.90mol=0.10mol，Y的物質(zhì)的量減小，應(yīng)為反應(yīng)物，0～1min物質(zhì)的量變化值為1.00mol-0.80mol=0.20mol，Z的物質(zhì)的量增多，應(yīng)為是生成物，物質(zhì)的量的變化值為0.20mol，9min后各物質(zhì)的物質(zhì)的量不再變化，且反應(yīng)物不為0，故為可逆反應(yīng)，根據(jù)物質(zhì)的量的變化與化學(xué)計(jì)量數(shù)呈正比，則n（X）：n（Y）：n（Z）=0.10mol：0.20mol：0.20mol=1：2：2，反應(yīng)方程式為：X（g）+2Y（g）?2Z（g），
故答案為：X（g）+2Y（g）?2Z（g）；
（3）0-3min內(nèi)Z的物質(zhì)的量變化為0.5mol，則反應(yīng)在0～3min時(shí)間內(nèi)v（Z）=$\frac{\frac{0.5mol}{2L}}{3min}$=0.083mol/（L•min），
故答案為：0.083mol/（L•min）；
（4）平衡時(shí)X的物質(zhì)的量為0.90mol，X的初始物質(zhì)的量為1.0mol，則該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)物X的轉(zhuǎn)化率為：$\frac{1.0mol-0.55mol}{1.0mol}$×100%=45%，
故答案為：45%；
（5）平衡時(shí)Z的物質(zhì)的量為0.55mol，氣體總物質(zhì)的量為：0.55mol+0.10mol+0.90mol=1.55mol，
相同條件下氣體體積分?jǐn)?shù)等于物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，則平衡時(shí)Z的體積分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.55mol}{1.55mol}$×100%≈58%，
故答案為：58%．

點(diǎn)評 本題考查了化學(xué)平衡的計(jì)算，題目難度中等，明確化學(xué)平衡的特征為解答關(guān)鍵，注意掌握化學(xué)反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率、體積分?jǐn)?shù)的概念及表達(dá)式，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．