Question

5．300℃時，將氣體X和氣體Y各0.16mol充入10L恒容密閉容器中，發(fā)生反應：X（g）+Y（g）?2Z（g）△H＜0，一段時間后達到平衡．反應過程中測定的數據如下表：

t/min	2	4	7	9
n（Y）/mol	0.12	0.11	0.10	0.10

回答下列問題：
（1）反應0～2min Z的平均速率v（Z）=0.004 mol/（L•min）
（2）能判斷該反應已經達到平衡狀態(tài)的是D
A．生成X的速率是生成Z的速率的2倍  B．容器內壓強保持不變
C．容器內氣體的密度保持不變           D．容器內各氣體的濃度保持不變
（3）要提高上述反應的轉化率，可采取的措施是降低溫度（任寫一種）．
（4）溫度為300℃時，該反應的化學平衡常數K=1.44
（5）若起始時向該容器中充入X、Y、Z各0.20mol，則反應將向正（填“正”或“逆”）反應方向進行，達平衡時Z的體積分數與上述平衡相比不變（填“增大”、“減小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）2min內Y物質的量變化為0.16mol-0.12mol=0.04mol，根據v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$計算v（Y），再利用速率之比等于化學計量數之比計算v（Z）；
（2）A．生成X的速率是生成Z的速率的2倍，均為逆反應速率；
B．恒溫恒容下，反應前后氣體物質的量不變，容器內壓強始終保持不變；
C．容器內氣體的密度始終保持不變；
D．可逆反應得到平衡時各組分的濃度保持不變；
（3）正反應為放熱反應，降低溫度平衡正向移動，可以移走Z使平衡正向移動；
（4）由表中數據可知7min時，反應到達平衡，根據平衡時Y的物質的量，計算平衡時其它組分的物質的量，由于反應氣體氫氣的化學計量數相等，用物質的量代替濃度代入平衡常數表達式K=$\frac{{c}^{2}（Z）}{c（X）×c（Y）}$計算；
（5）計算濃度商Qc，與平衡常數比較判斷反應進行方向；等效為開始通入0.3molX、0.3molY，與原平衡中X、Y的物質的量之比均為1：1，該反應氣體氣體體積不變，恒溫恒容下與原平衡為等效平衡，平衡時相同物質的體積分數相同．

解答 解：（1）2min內Y物質的量變化為0.16mol-0.12mol=0.04mol，則v（Y）=$\frac{\frac{0.04mol}{10L}}{2min}$=0.002 mol/（L•min），速率之比等于化學計量數之比，v（Z）=2v（Y）=0.004 mol/（L•min），
故答案為：0.004 mol/（L•min）；
（2）A．生成X的速率是生成Z的速率的2倍，均為逆反應速率，自反應開始始終滿足該關系，故A錯誤；
B．恒溫恒容下，反應前后氣體物質的量不變，容器內壓強始終保持不變，故B錯誤；
C．混合氣體總質量不變，容器容積不變，容器內氣體的密度始終保持不變，故C正確；
D．容器內各氣體的濃度保持不變，說明反應到達平衡，故D正確，
故選：D；
（3）正反應為放熱反應，降低溫度平衡正向移動，可以移走Z使平衡正向移動，提供反應的轉化率，
故答案為：降低溫度；
（4）由表中數據可知7min時，反應到達平衡，平衡時Y的物質的量為0.1mol，則：
            X（g）+Y（g）?2Z（g）
起始量（mol）：0.16   0.16    0
變化量（mol）：0.06   0.06    0.12
平衡量（mol）：0.1    0.1     0.12
由于反應氣體氫氣的化學計量數相等，用物質的量代替濃度計算，平衡常數K=$\frac{{c}^{2}（Z）}{c（X）×c（Y）}$=$\frac{0.1{2}^{2}}{0.1×0.1}$=1.44，
故答案為：1.44；
（5）此時濃度商Qc=$\frac{0．{2}^{2}}{0.2×0.2}$=1＜K=1.44，平衡向正反應進行；
等效為開始通入0.3molX、0.3molY，與原平衡中X、Y的物質的量之比均為1：1，該反應氣體氣體體積不變，恒溫恒容下與原平衡為等效平衡，即達平衡時Z的體積分數與上述平衡相比保持不變，
故答案為：正；不變．

點評 本題考查化學平衡計算、平衡狀態(tài)判斷、平衡常數等，（5）中注意平衡常數的應用、注意對等效平衡規(guī)律的理解掌握，難度中等．