Question

【題目】在T℃時(shí)，將0.6molX和0.4molY置于容積為2L的密閉容器中(壓強(qiáng)為mPa)發(fā)生反應(yīng)：3X(g)+Y(g)2Z(g)該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。若保持溫度不變，某興趣小組同學(xué)測得反應(yīng)過程中容器內(nèi)壓強(qiáng)隨時(shí)間變化如圖所示：

(1)8分鐘內(nèi)Z的平均生成速率為____________。

(2)X的平衡轉(zhuǎn)化率為____________。

(3)將amolX與bmolY的混合氣體發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)到某時(shí)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=____________。

(4)下列措施能加快化學(xué)反應(yīng)速率的是____________。

A．恒壓時(shí)充入He B．恒容時(shí)充入He

C．恒容時(shí)充入X D．及時(shí)分離出Z

E．升高溫度 F．選擇高效的催化劑

(5)仍在T℃時(shí)，將0.6molX和0.4molY置于一容積可變的密閉容器中。下列各項(xiàng)能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是______。

a．容器內(nèi)X、Y、Z的濃度之比為3∶1∶2

b．3v正(X)=v逆(Y)

c．混合氣體的密度保持不變

d．容器中氣休的平均相對分子質(zhì)量不隨時(shí)間而變化

Answer 1

【答案】 0.0125mol·L-1·min-1 50% 5 ：3 CEF cd

【解析】（1）根據(jù)反應(yīng)后的壓強(qiáng)計(jì)算容器內(nèi)氣體的物質(zhì)的量，根據(jù)反應(yīng)的方程式結(jié)合三段式計(jì)算；

（2）X的轉(zhuǎn)化率等于消耗的X的物質(zhì)的量與X的起始物質(zhì)的量的比值；

（3）根據(jù)反應(yīng)的方程式結(jié)合三段式計(jì)算；

（4）根據(jù)外界條件對反應(yīng)速率的影響分析；

（5）結(jié)合平衡的特征“等、定”及衍生的物理量判定平衡狀態(tài)。

（1）將0.6molX和0.4molY置于容積2L的密閉容器中，圖中平衡時(shí)壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?/span>0.8倍，則平衡時(shí)物質(zhì)的量為（0.6mol+0.4mol）×0.8=0.8mol。

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

起始量（mol） 0.6 0.4 0

轉(zhuǎn)化量（mol） 3n n 2n

平衡量（mol） 0.6-3n 0.4-n 2n

則0.6-3n+0.4-n+2n＝0.8，解得n＝0.1

則8分鐘內(nèi)Z的平均生成速率為＝0.0125mol·L-1·min-1；

（2）X的平衡轉(zhuǎn)化率為0.3/0.6×100%=50%；

（3） 3X(g)+Y(g)2Z(g)

起始量（mol） a b 0

轉(zhuǎn)化量（mol） 3x x 2x

平衡量（mol） a-3x b-x 2x

則a-3x＝b-x＝2x

解得a＝5x，b＝3x，則原混合氣體中a∶b=5：3；

（4）A．恒壓時(shí)充入He，容器體積增大，濃度減小，反應(yīng)速率減��；B．恒容時(shí)充入He，濃度不變，反應(yīng)速率不變；C．恒容時(shí)充入X，濃度增大，反應(yīng)速率加快；D．及時(shí)分離出Z濃度減小，反應(yīng)速率減小；E．升高溫度，反應(yīng)速率加快；F．選擇高效的催化劑，反應(yīng)速率加快；答案選CEF；

（5）a．容器內(nèi)X、Y、Z的濃度之比為3∶1∶2與起始濃度、轉(zhuǎn)化率有關(guān)，不能判定平衡；b．3v正(X)=v逆(Y)時(shí)正逆反應(yīng)速率不相等，不是平衡狀態(tài)；c．密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過程中質(zhì)量是不變的，但容器容積是變化的，因此混合氣體的密度保持不變時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；d．氣體的物質(zhì)的量為變量，質(zhì)量不變，則容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時(shí)間變化而變化，為平衡狀態(tài)；答案選cd。