Question

16．t℃時(shí)，在2L密閉容器中氣態(tài)物質(zhì)X和Y反應(yīng)生成氣態(tài)物質(zhì)Z，它們的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如表所示．

t/min	X/mol	Y/mol	Z/mol
0	2.00	4.00	0
1	1.80	3.60	0.40
3	1.65	3.30	0.70
5	1.55	3.10	0.90
14	1.00	2.00	2.00
16	1.00	2.00	2.00
20	0.50	4.24	3.00
22	0.50	4.24	3.00

（1）計(jì)算t℃時(shí)該反應(yīng)平衡常數(shù)的值為K=1
（2）計(jì)算該反應(yīng)在0-3min時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物Z的平均反應(yīng)速率：0.117mol/L•min，
（3）容器內(nèi)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量比起始投料時(shí)增大，（填“增大”、“減小”或“不變”）
（4）16min后，改變的條件為加入Y3.24mol，（注明物質(zhì)的量）
（5）在溫度為T(mén)₁、T₂時(shí)，平衡體系中Z的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)的變化如圖所示，
①下列措施一定能增大該反應(yīng)正反應(yīng)速率的是ad，一定能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是cd．
 a．升高溫度         b．保持容器體積不變，充入惰性氣體
c．分離出Z物質(zhì)     d．縮小容器體積增大壓強(qiáng)
②A和C點(diǎn)的正反應(yīng)速率大小關(guān)系為v_A＜v_C  T₂溫度時(shí)，B點(diǎn)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率大小關(guān)系為v_正=v_逆．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)得到，反應(yīng)進(jìn)行到14min達(dá)到了平衡狀態(tài)；
（2）該反應(yīng)在0-3min時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物Z的平均反應(yīng)速率v=$\frac{△c}{△t}$來(lái)計(jì)算；
（3）根據(jù)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量M=$\frac{m}{n}$結(jié)合物質(zhì)的量的變化來(lái)判斷變化；
（4）根據(jù)16min后，X的物質(zhì)的量減小，Z的物質(zhì)的量增加，Y的物質(zhì)的量也增加來(lái)判斷改變的條件；
（5）①根據(jù)影響化學(xué)平衡移動(dòng)和影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素來(lái)回答判斷即可；
②根據(jù)兩點(diǎn)上溫度和壓強(qiáng)關(guān)系來(lái)判斷反應(yīng)速率，根據(jù)溫度的高低判斷反應(yīng)的移動(dòng)方向即可．

解答 解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，X、Y為反應(yīng)物，Z為生成物，1min時(shí)△n（X）=2mol-1.8mol=0.2mol，△n（Y）=4mol-3.6mol=0.4mol，△n（Z）=0.4mol，14min后各物質(zhì)的物質(zhì)的量不再變化，且反應(yīng)物不為0，故為可逆反應(yīng)，物質(zhì)的量變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故反應(yīng)方程式為X+2Y?2Z，根據(jù)表中數(shù)據(jù)得到，反應(yīng)進(jìn)行到14min達(dá)到了平衡狀態(tài)，t℃時(shí)該反應(yīng)平衡常數(shù)的值為K=$\frac{2.0{0}^{2}}{1.00×2.0{0}^{2}}$=1，故答案為：1；
（2）該反應(yīng)在0-3min時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物Z的平均反應(yīng)速率v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.7mol}{2L}}{3min}$≈0.117mol/L•min；故答案為：0.117mol/L•min；
（3）根據(jù)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量M=$\frac{m}{n}$，反應(yīng)后混合氣體的物質(zhì)的量減小，質(zhì)量守恒，所以容器內(nèi)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量比起始投料時(shí)增大了，故答案為：增大；
（4）16min后，到20min時(shí)，X的物質(zhì)的量減小0.5mol，Z的物質(zhì)的量增加1mol，所以Y的物質(zhì)的量也會(huì)減小1mol，此時(shí)Y的物質(zhì)的量是4.24mol，所以改變的條件是加入了Y，加入的物質(zhì)的量是4.24mol-1mol=3.24mol，故答案為：加入Y3.24mol；
（5）①a．升高溫度一定能增大該反應(yīng)正反應(yīng)速率，但是無(wú)法判斷反應(yīng)的移動(dòng)方向；        
b．保持容器體積不變，充入惰性氣體，正反應(yīng)速率不會(huì)變化，平衡不會(huì)移動(dòng)；
c．分離出Z物質(zhì)能減小該反應(yīng)正反應(yīng)速率，平衡正向移動(dòng)；      
d．縮小容器體積增大壓強(qiáng)，一定能增大該反應(yīng)正反應(yīng)速率，平衡正向移動(dòng)；故答案為：ad；cd；
②A和C點(diǎn)的溫度一樣，但是C點(diǎn)的壓強(qiáng)大，所以正反應(yīng)速率大小關(guān)系為v_A＜v_C，T₂溫度時(shí)，B點(diǎn)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率大小關(guān)系為v_正=v_逆，故答案為：＜；=．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡移動(dòng)、外界條件對(duì)平衡的影響、化學(xué)平衡圖象，反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率的計(jì)算應(yīng)用等，注意知識(shí)的遷移和應(yīng)用是關(guān)鍵，難度中等．