题目内容
【题目】向体积为2 L的固定密闭容器中通入2mol X气体,在一定温度下发生如下反应:2X(g) Y(g)+3Z(g)ΔH=+92.0kJ· mol-1。经5 min 后反应达到平衡,此时测得容器内的压强为起始时的1.5倍。
(1)用Y表示的化学反应速率为_____,X的转化率为______,平衡时反应吸收的热量为_________。
(2)在定温,定容的条件下向平衡体系中再充入1mol X(g)气体,平衡______(填“正向”“不”“逆向”)移动, X(g)的转化率______(填“增大”“减小”“不变”),Y(g)的质量分数______(填“增大”“减小”“不变”)。
(3)在相同温度,相同容积的密闭容器中起始时充入0.8molX(g),0.6molY(g),1.8molZ(g),此时V正______V逆(填“大于”、“小于”或“等于”);平衡时X(g)的百分含量______ (填“大于”、“小于”或“等于”)原平衡。
【答案】0.05mol·L-1·min-1 50% 46kJ 正向 减小 减小 小于 等于
【解析】
(1)达到平衡时容器内的压强为起始时的1.5倍,由阿伏加德罗定律可知平衡后气体的物质的量也为起始时的1.5倍,则反应后的气体物质的量为:2mol×1.5=3 mol,增加了1mol,根据反应方程式可知
2X(g)Y(g)+3Z(g) △n
2 1 3 2
变化的物质的量 1mol 0.5mol 1.5mol 1mol
则用Y的物质的量浓度变化表示的速率为=0.05 mol/(L·min);X的转化率为1mol÷2mol=50%;由热化学方程式可得平衡时反应吸收的热量为×92.0kJ= 46kJ;故答案为:0.05mol·L-1·min-1 、50%、46kJ;
(2)在定温,定容的条件下向平衡体系中再充入1mol X(g)气体,增大了气体X的浓度,平衡正向移动;与原平衡相比较,相当于增大压强,则X的转化率减小,Y的质量分数减小;故答案为:正向、减小、减小;
(3)在相同温度,相同容积的密闭容器中起始时充入0.8molX(g),0.6molY(g),1.8molZ(g),如将起始加入量“一边倒”后与往容器中充入2mol(g)是等效的,则最终的平衡状态与原平衡状态相同,平衡时X(g)的百分含量等于原平衡;由(1)中的计算可知达到平衡时X(g)的物质的量为1mol,而此时起始加入的X(g)为0.8mol,故反应会逆向进行建立平衡状态,即逆反应速率大于正反应速率;故答案为:小于、等于。