Question

10．T℃時(shí)在2L密閉容器中使X（g）與Y（g）發(fā)生反應(yīng)生成Z（g）．反應(yīng)過程中X、Y、Z的物質(zhì)的量變化如圖1所示，3分鐘時(shí)達(dá)到平衡；若保持其他條件不變，溫度分別為T₁和T₂時(shí)，Y的體積百分含量與時(shí)間的關(guān)系如圖2所示．

（1）容器中發(fā)生的反應(yīng)可表示為3X（g）+Y（g）?2Z（g）
（2）該反應(yīng)的△H＞0（填”＞“，”＜“或”=“）；判斷的理由是升高溫度，Y的含量降低，說明升高溫度，平衡正向移動，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)．
（3）反應(yīng)進(jìn)行的前3 min內(nèi)，用X表示的反應(yīng)速率 v（X）=0.1mol/（L•min）．
（4）保持其他條件不變，升高溫度，該反應(yīng)的化學(xué)平衡K將變大（填“變大”、”減小“或“不變”）
（5）①若改變反應(yīng)條件，使反應(yīng)進(jìn)程如圖3所示，則改變的條件是催化劑．
②一定條件下的密閉容器中，該反應(yīng)達(dá)到平衡，要提高氣體Y的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是a（填字母代號）．
a．高溫高壓    b．加入催化劑    c．減少X的濃度    d．增加氣體Y的濃度．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖示1可知：X、Y是反應(yīng)物，Z是生成物，它們的物質(zhì)的量的比等于3：2：1，由于最終各種物質(zhì)都存在，所以該反應(yīng)是可逆反應(yīng)．故容器中發(fā)生的反應(yīng)可表示為：3X（g）+Y（g）?2Z（g）；
（2）由圖2可知，溫度T₂到達(dá)平衡需要的時(shí)間較短，故T₂＞T₁，溫度越高Y的含量降低，升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動；
（3）根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算出反應(yīng)進(jìn)行前3min內(nèi)，用X表示的反應(yīng)速率v（X）；
（4）正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動，該反應(yīng)的化學(xué)平衡K將增大；
（5）①圖3與圖1相比，平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量不變，到達(dá)平衡時(shí)間縮短，說明改變條件，增大反應(yīng)速率，平衡不移動，該反應(yīng)正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)移動，不可能是增大壓強(qiáng)，故改變條件是使用催化劑；
②a．高溫高壓，平衡向正向移動，氣體Y的轉(zhuǎn)化率增大；
b．加入催化劑，平衡不移動；
c．減少X的濃度，平衡向逆方向移動，氣體Y的轉(zhuǎn)化率減��；
d．增加氣體Y的濃度，雖然平衡向正向移動，但氣體Y的轉(zhuǎn)化率減小．

解答 解：（1）由圖1知，X的物質(zhì)的量減少量為：（2.0-1.4）mol=0.6mol，Y的物質(zhì)的量減少量為：（1.6-1.4）mol=0.2mol，X、Y為反應(yīng)物；Z的物質(zhì)的量增加量為：（0.8-0.4）mol=0.4mol，Z為生成物，同一化學(xué)反應(yīng)同一時(shí)間段內(nèi)，反應(yīng)物減少的物質(zhì)的量和生成物增加的物質(zhì)的量之比等于其計(jì)量數(shù)之比，所以X、Y、Z的計(jì)量數(shù)之比=0.6mol：0.2mol：0.4mol=3：1：2，所以反應(yīng)可表示為：3X（g）+Y（g）?2Z（g），故答案為：3X（g）+Y（g）?2Z（g）；
（2）T₂先拐溫度高，升高溫度Y的百分含量減小，平衡正向移動，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故答案為：＞；升高溫度，Y的含量降低，說明升高溫度，平衡正向移動，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；
（3）反應(yīng)進(jìn)行前3min內(nèi)，用X表示的反應(yīng)速率為：v（X）=$\frac{\frac{2.0-1.4}{2}}{3}$=0.1mol/（L•min），故答案為：0.1mol/（L•min）；
（4）正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動，該反應(yīng)的化學(xué)平衡K將增大，故答案為：變大；
（5）①由圖3可知：各種物質(zhì)在2min時(shí)就達(dá)到了平衡，但是物質(zhì)的平衡濃度不變，所以平衡未發(fā)生移動，因?yàn)樵摲磻?yīng)是反應(yīng)前后氣體體積不等的可逆反應(yīng)，則改變的條件是使用催化劑，故答案為：催化劑；
②a．高溫高壓，平衡向正向移動，氣體Y的轉(zhuǎn)化率增大，故正確；
b．加入催化劑，平衡不移動，故錯(cuò)誤；
c．減少X的濃度，平衡向逆方向移動，氣體Y的轉(zhuǎn)化率減小，故錯(cuò)誤；
d．增加氣體Y的濃度，雖然平衡向正向移動，但氣體Y的轉(zhuǎn)化率減小，故錯(cuò)誤；
故選：a．

點(diǎn)評 本題考查了化學(xué)平衡的圖象及化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算、化學(xué)平衡的影響、平衡移動原理等，題目難度中等，根據(jù)圖象正確分析曲線變化特點(diǎn)是解答本題的關(guān)鍵，結(jié)合平衡移動原理進(jìn)行解答．