Question

3．某溫度時．在2L的密閉容器中，X、Y、Z（均為氣體）三種物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示．
（1）由圖中所給數(shù)據(jù)進行分析，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3X+Y?2Z；
（2）反應(yīng)從開始至2 分鐘用Z的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為v（Z）=0.05mol/（L•min）；
（3）2min反應(yīng)達平衡容器內(nèi)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量比起始時增大（填增大、減小或不變）；混合氣體密度比起始時不變（填增大、減小或不變）．
（4）將amolX與b molY的混合氣體發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)到某時刻各物質(zhì)的量恰好滿足：
n（X）=n（Y）=n（Z），則原混合氣體中a：b=5：3．
（5）下列措施能加快反應(yīng)速率的是C、E、F．
A．恒壓時充入He     B．恒容時充入He      C．恒容時充入X
D．及時分離出Z      E．升高溫度            F．選擇高效的催化劑
（6）下列說法正確的是A、C．
A．升高溫度改變化學(xué)反應(yīng)的限度
B．已知正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡向右移動，正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率減慢
C．化學(xué)反應(yīng)的限度與時間長短無關(guān)
D．化學(xué)反應(yīng)的限度是不可能改變的
E．增大Y 的濃度，正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率減慢．

Answer 1

分析 （1）結(jié)合圖象，可逆反應(yīng)過程中，物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量之比等于化學(xué)方程式中計量數(shù)之比，以此確定化學(xué)方程式中的計量數(shù)；
（2）反應(yīng)開始至兩分鐘內(nèi)，Z的物質(zhì)的量變化為△n=0.2mol，以Z濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率為$v（Z）=\frac{△c}{△t}=\frac{△n}{V△t}$；
（3）平衡容器內(nèi)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為$\overline{M}=\frac{{m}_{混}}{n}$，混合氣體的密度為$ρ=\frac{{m}_{混}}{{V}_{容器}}$，結(jié)合化學(xué)平衡的移動知識解答；
（4）按照（1）中化學(xué)反應(yīng)方程式反應(yīng)，列出a與c之間的關(guān)系求解；
（5）結(jié)合常用的加快化學(xué)反應(yīng)速率的方法：升高溫度，增加物質(zhì)的濃度，壓強變化等，并與勒夏特列原理的知識相結(jié)合來解答；
（6）A．改變溫度，濃度等條件可以改變化學(xué)反應(yīng)的限度；
B．升高溫度，無論正逆反應(yīng)速率，都會加快；
C．化學(xué)反應(yīng)的限度與自身的性質(zhì)有關(guān)；
D．當(dāng)改變溫度，濃度等條件時，可以改變化學(xué)反應(yīng)限度；
E．增加物質(zhì)的濃度，可以加快化學(xué)反應(yīng)速率．

解答 解：（1）反應(yīng)從起始0時刻到2min時達到反應(yīng)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，反應(yīng)方程式的化學(xué)計量數(shù)之比就是X、Y、Z的轉(zhuǎn)化量之比，為3：1：2，化學(xué)反應(yīng)方程式為3X+Y?2Z，
故答案為：3X+Y?2Z；
（2）反應(yīng)從0時刻開始，到2min時達到反應(yīng)平衡，Z生成了0.2mol，以Z濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率為$\overline{v}（Z）=\frac{△n}{V△t}=\frac{0.2mol}{2L×2min}=0.05mol/（L•min）$，
故答案為：0.05mol/（L•min）；
（3）整個反應(yīng)都是氣體參加的反應(yīng)，平衡容器內(nèi)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為$\overline{M}=\frac{{m}_{混}}{n}$，反應(yīng)前后，氣體總的物質(zhì)的量在減小，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變，則混合氣體平均相對分子質(zhì)量增大；混合氣體的密度為$ρ=\frac{{m}_{混}}{{V}_{容器}}$，反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變，容器為密閉容器，體積不發(fā)生改變，則混合氣體的密度不變．故答案為：增大；不變；
（4）將amolX與bmolY混合氣體發(fā)生反應(yīng)：3X+Y?2Z，反應(yīng)到某時刻滿足n（X）=n（Y）=n（Z），設(shè)Y的轉(zhuǎn)化量為cmol，則有關(guān)系：a-3c=b-c=2c，解得a=5c，b=3c，則a：b=5：3，故答案為：5：3；
（5）常用的增加化學(xué)反應(yīng)速率的方法有：升高溫度，增加物質(zhì)的濃度，改變壓強等，
A．恒壓時充入He，相當(dāng)于對容器內(nèi)物質(zhì)進行濃度的稀釋，反應(yīng)速率降低，故A不選；
B．恒容時充入•He，He并不參加化學(xué)反應(yīng)，對恒容容器并沒有影響，對化學(xué)反應(yīng)速率不影響，故B不選；
C．恒容時充入X，X是反應(yīng)物，相當(dāng)于增加反應(yīng)物的濃度，加快化學(xué)反應(yīng)速率，推動平衡向右移動，故C可選；
D．及時分離出Z，減小了生成物濃度，能促使平衡向右移動，但減少物質(zhì)的濃度，降低了化學(xué)反應(yīng)速率，故D不選；
E．升高溫度，無論是正反應(yīng)還是逆反應(yīng)速率，都增加反應(yīng)速率，故E可選；
F．選擇高效催化劑，增加化學(xué)反應(yīng)速率，縮短到達平衡時所需的時間，但不改變化學(xué)平衡的限度，故F可選．
故選C、E、F；
（6）A．升高溫度，可以改變平衡常數(shù)，也改變化學(xué)反應(yīng)限度，故A正確；
B．升高溫度，無論是正逆反應(yīng)速率，都會增加，故B錯誤；
C．化學(xué)反應(yīng)限度與物質(zhì)自身和外在因素，如溫度，壓強，濃度等有關(guān)，與時間長短無關(guān)，故C正確；
D．升高溫度，改變物質(zhì)的濃度，改變壓強，都可以改變化學(xué)反應(yīng)限度，故D錯誤；
E．增加Y的濃度，正逆反應(yīng)速率最終都會加快，故E錯誤．
故選A、C．

點評 本題主要考查化學(xué)反應(yīng)速率的計算，影響因素，化學(xué)平衡的移動，結(jié)合勒夏特列原理分析化學(xué)平衡的移動，題目難度不大，是基礎(chǔ)題．