Question

【題目】400 ℃時，某密閉容器中有X、Y、Z三種氣體，從反應(yīng)開始到達(dá)到平衡時各物質(zhì)濃度的變化如圖甲所示(假定反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行)。圖乙為相應(yīng)時刻僅改變反應(yīng)體系中某一條件后正、逆反應(yīng)速率隨時間變化的情況。

（1）反應(yīng)從開始至平衡時v(X)＝________________；A、B、C三點(diǎn)的逆反應(yīng)速率由大到小的順序?yàn)?/span>_______________________________________________。

（2）若t3 s時改變的條件是降低壓強(qiáng)，則Z物質(zhì)的起始濃度是________；400 ℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)為________。

（3）t4 s時改變的條件是________，若該反應(yīng)具有自發(fā)性，則此時平衡向________________(填“正反應(yīng)方向”或“逆反應(yīng)方向”)移動。

（4）在圖乙中繪制出t6 s時向容器中加入一定量X后建立新平衡的過程中(壓強(qiáng)保持不變)正、逆反應(yīng)速率的變化曲線并注明速率類型。____________________

（5）研究表明，該反應(yīng)經(jīng)過如下幾個階段：

3X(g)2Q(s)＋P(g) ΔH1 Q(s)===Y(g)＋W(g) ΔH2 P(g)＋2W(g)Z(g) ΔH3

試寫出X、Y、Z間反應(yīng)的熱化學(xué)方程式________________________________________。

Answer 1

【答案】 0.09 mol·L－1·s－1 C>B>A 0.2 mol·L－1 (或3.33) 升高溫度 逆反應(yīng)方向 3X(g)2Y(g)＋Z(g)　 ΔH＝ΔH1＋2ΔH2＋ΔH3

【解析】試題分析：由甲圖可知，X是反應(yīng)物，Y是生成物。10s時反應(yīng)達(dá)到平衡，X、Y的變化量分別為0.9mol/L和0.6mol/L，變化量之比為3:2，由圖乙可知，減壓后平衡不發(fā)生移動，所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3X2Y+Z。

（1）反應(yīng)從開始至平衡時v(X)＝0.09 mol·L－1·s－1；濃度越大化學(xué)反應(yīng)速率越大，所以A、B、C三點(diǎn)的逆反應(yīng)速率由大到小的順序?yàn)?/span>C>B>A。

（2）若t3 s時改變的條件是降低壓強(qiáng)，Z的平衡量為0.5mol/L，Z的變化量為0.3mol/L，則Z物質(zhì)的起始濃度是0.2 mol·L－1；由圖甲可知，X、Y、Z的平衡量分別為0.6mol/L、1.2mol/L、0.5mol/L，所以，400 ℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)為(或3.33)。

（3）t4 s時，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都增大且增大的程度不同，所以改變的條件是升高溫度，若該反應(yīng)具有自發(fā)性，由于該反應(yīng)的△S<0，所以該反應(yīng)的△H<0，則此時平衡向逆反應(yīng)方向（吸熱反應(yīng)方向）移動。

（4）t6 s時向容器中加入一定量X后，因壓強(qiáng)保持不變，故容器體積增大，所以X的濃度增大、Y和Z的濃度減小，正反應(yīng)速率增大、逆反應(yīng)速率減小，平衡向正反應(yīng)方向移動，建立新平衡的過程中正、逆反應(yīng)速率的變化曲線如下：

（5）研究表明，該反應(yīng)經(jīng)過如下幾個階段：①3X(g)2Q(s)＋P(g)　ΔH1 ；②Q(s)===Y(g)＋W(g)　ΔH2 ；③P(g)＋2W(g)Z(g)　ΔH3。由①+②③可得3X(g)2Y(g)＋Z(g)，所以ΔH＝ΔH1＋2ΔH2＋ΔH3， X、Y、Z間反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為3X(g)2Y(g)＋Z(g) ΔH＝ΔH1＋2ΔH2＋ΔH3。