Question

某温度时，在10L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z，它们的物质的量随时间的变化下表中数据

t/min	X/mol	Y/mol	Z/mol
0	1.00	2.00	0.00
1	0.90	1.80	0.20
3	0.75	1.50	0.50
5	0.65	1.30	0.70
9	0.55	1.10	0.90
10	0.55	1.10	0.90
14	0.55	1.10	0.90

（1）体系中发生反应的化学方程式是

X+2Y?2Z

；
（2）计算该反应在0～3min时间内产物Z的平均反应速率：

0.017mol/L?min

；
（3）该反应达到平衡时反应物X的转化率α等于

45%

；
（4）如果该反应是放热反应，改变实验条件（温度、压强、催化剂）得到Z随时间变化的曲线1、2、3（如下图所示）则曲线1、2、3所对应的实验条件改变分别是：1

升高温度

，2

使用合适的催化剂

，3

增大压强

．

（5）如果起始加入X、Y、Z的物质的量分别为2.00mol、4.00mol和0mol，在原温度下达平衡时，X的转化率为α^!，则α^!

＞

α（填＜＞=）．
（6）如果在原温度下起始加入X、Y、Z的物质的量分别为1.00mol、1.00mol和1.00mol，此时可逆反应的反应速率：υ（正）

＞

υ（逆）（填＜＞=）．

Answer 1

分析：由表中数据可知，X、Y为反应物，Z为生成物，9min时△n（X）=1mol-0.55mol=0.45mol，△n（Y）=2mol-1.1mol=0.9mol，△n（Z）=0.9mol，9min后各物质的物质的量不再变化，且反应物不为0，故为可逆反应，物质的量变化量之比等于化学计量数之比，n（X）：n（Y）：n（Z）=0.45：0.9：0.9=1：2：2，故反应方程式为X+2Y?2Z．
（1）依据图表数据分析达到平衡时消耗XY和生成Z的物质的量物质的量之比，物质的量的变化与化学计量数呈正比写出化学方程式；
（2）依据化学反应速率概念是单位时间内物质浓度变化计算反应速率得到；
（3）X的转化率=

X消耗量

X的起始量

×100%计算得到；
（4）根据平衡是Z的物质的量的变化，结合反应正反应为放热反应，且为气体体积增大的反应．分析平衡的移动，进而判断改变的条件；
（5）恒容容器中加入的XY的起始量增大一倍，相当于压强增大，平衡向气体体积减小的方向进行；
（6）如果在原温度下起始加入X、Y、Z的物质的量分别为1.00mol、1.00mol和1.00mol，依据化学方程式转化为起始量，结合起始量的变化分析平衡移动方向；

解答：解：（1）由表中数据可知，X、Y为反应物，Z为生成物，9min时△n（X）=1mol-0.55mol=0.45mol，△n（Y）=2mol-1.1mol=0.9mol，△n（Z）=0.9mol，9min后各物质的物质的量不再变化，且反应物不为0，故为可逆反应，物质的量变化量之比等于化学计量数之比，n（X）：n（Y）：n（Z）=0.45：0.9：0.9=1：2：2，故反应方程式为X+2Y?2Z；
故答案为：X+2Y?2Z；
（2）0-3min内Z的反应速率=

△c

△t

=

0.50mol 10L

3min

=0.017mol/L?min；
故答案为：0.017mol/L?min；
（3）由图表数据可知反应到9min，反应达到平衡，反应达到平衡时反应物X的转化率=

X消耗量

X的起始量

×100%=

1mol-0.55mol

1mol

×100%=45%；
故答案为：45%；
（4）该可逆反应正反应为放热反应，且为气体体积增大的反应．
由表中数据可知，平衡时Z的物质的量为0.9mol，由图2可知曲线①平衡后，Z的物质的量为0.6，Z的物质的量减小，故平衡向逆反应移动，应是升高温度；曲线②平衡后，Z的物质的量为0.9mol，Z的物质的量未变，应是使用催化剂；曲线③平衡后，Z的物质的量为0.95mol，Z的物质的量增大，应是增大压强，
故答案为：升高温度；使用合适催化剂；增大压强；
（5）如果起始加入X、Y、Z的物质的量分别为2.00mol、4.00mol和0mol，在原温度下达平衡时，相当于原平衡增大压强，平衡正向进行，X的转化率为α^!增大，则α^!＞α，故答案为：＞；
（6）如果在原温度下起始加入X、Y、Z的物质的量分别为1.00mol、1.00mol和1.00mol，转化为起始量；
X+2Y?2Z；
1.00 1.00   1.00
1.50  2.00   0
和原平衡比较相当于在原平衡中加入了0.50molX，平衡正向进行，此时可逆反应的反应速率υ（正）＞υ（逆）；
故答案为：＞；

点评：本题考查化学平衡移动、外界条件对平衡的影响、化学平衡图象，反应速率计算应用等，难度中等．