题目内容
已知：在某温度下，存在可逆反应X（g）+Y（g）?2Z（g）．在该温度下，向容积为2L的恒容密闭容器中加入2mol X和2mol Y，在1min时达到平衡，混合气体中Z的体积分数[Χ（Z）]随时间（t）变化曲线如图所示，在2min时再向此容器中加入2mol Z，在3min时反应重新达到平衡至4min．
求：（1）该反应在前1min内用X表示的平均速率．
（2）该温度下的平衡常数．
（3）请在图中将0～4min的变化曲线图补充完整．（必须注明图中纵坐标的对应数值）
分析：（1）由图可知，1min到达平衡时Z的为50%，由方程式可知，反应前后气体总的物质的量不变，计算平衡时Z的物质的量，进而计算参加反应A的物质的量，根据v=
计算v（A）；
（2）利用三段式计算平衡时各组分的物质的量，由于反应前后气体总的物质的量不变，利用物质的量代替浓度代入平衡常数表达式计算；
（3）在2min时再向此容器中加入2mol Z，计算瞬间Z的体积分数，在3min时反应重新达到平衡，等效为压强增大，平衡时Z的体积分数与2min平衡的体积分数相同，据此画出图象．
| ||
| △t |
（2）利用三段式计算平衡时各组分的物质的量，由于反应前后气体总的物质的量不变，利用物质的量代替浓度代入平衡常数表达式计算；
（3）在2min时再向此容器中加入2mol Z，计算瞬间Z的体积分数，在3min时反应重新达到平衡，等效为压强增大，平衡时Z的体积分数与2min平衡的体积分数相同，据此画出图象．
解答：解：（1）由图可知，1min到达平衡时Z的为50%，由方程式可知，反应前后气体总的物质的量不变，平衡时Z的物质的量=（2mol+2mol）×50%=2mol，故参加反应的A的物质的量=2mol×
=1mol，故v（A）=
=0.5mol/（L．min），
答：该反应在前1min内用X表示的平均速率为：0.5mol/（L．min）．
（2）平衡时Z的物质的量=（2mol+2mol）×50%=2mol，则：
X（g）+Y（g）?2Z（g）
开始（mol）：2 2 0
变化（mol）：1 1 2
平衡（mol）：1 1 2
由于反应前后气体总的物质的量不变，利用物质的量代替浓度计算平衡常数，故平衡常数k=
=4，
答：该温度下的平衡常数为4．
（3）在2min时再向此容器中加入2mol Z，瞬间Z的体积分数=
×100%=66.7%，在3min时反应重新达到平衡，等效为压强增大，平衡时Z的体积分数与2min平衡的体积分数相同为50%，故补充完整图象为：
，
故答案为：．
| 1 |
| 2 |
| ||
| 1min |
答：该反应在前1min内用X表示的平均速率为：0.5mol/（L．min）．
（2）平衡时Z的物质的量=（2mol+2mol）×50%=2mol，则：
X（g）+Y（g）?2Z（g）
开始（mol）：2 2 0
变化（mol）：1 1 2
平衡（mol）：1 1 2
由于反应前后气体总的物质的量不变，利用物质的量代替浓度计算平衡常数，故平衡常数k=
| 22 |
| 1×1 |
答：该温度下的平衡常数为4．
（3）在2min时再向此容器中加入2mol Z，瞬间Z的体积分数=
| 2mol+2mol |
| 2mol+2mol+2mol |
，故答案为：
．点评：本题考查化学反应速率计算、平衡常数计算、化学平衡图象及影响因素，难度中等，图象绘制是难点、易错点，注意利用等效平衡思想分析各组分的含量．
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