Question

【题目】向体积为2L的固定密团容器中通入3molX气体，在一定温度下发生如下反应:2X(g) Y(g)+3Z(g)。

(1)经5min后反应达到平衡，容器内的压强为起始时的1.2倍，则Y的反应速率为________mol/(L·min)。

(2)若上述反应在甲、乙、丙、丁四个同样的密闭容器中进行，在同一段时间内测得容器内的反应速率分别为甲:v(X)=3.5 mol/(L·min)；乙:v(Y)=2 mol/(L·min)；丙:v(Z)=4.5 mol/(L·min)；丁：v(X)=3.5 mol/(L·s)。若其他条件相同，温度不同，则温度由高到低的顺序是(填序号)______。

(3)向达到(1)所述的平衡体系中充入氦气，则平衡_______(填“向左”、“向右”或“不”) 移动；从(1)所述的平衡体系中移走部分Y气体，则平衡_______(填“向左”、“向右”或“不”) 移动。

(4)在相同条件下向达到(1)所述的平衡体系中再充入0.5molX气体，则平衡后X的转化率与(1)所述的平衡中X的转化率相比较_________。

A.无法确定 B.前者定大于后者 C.前者一定等于后者 D.前者一定小于后者

(5)保持温度和压强不变，起始时加入X、Y、Z物质的量分别为amol、bmol、cmol，a为任意值，达到平衡时仍与(1)的平衡等效。则：b、c该满足的关系为________。

Answer 1

【答案】 0.03 丁>乙>甲>丙 不 向右 B c=3b

【解析】 设平衡时生成Y的物质的量为x，根据三段模式解题：

2X(g) Y(g)+3Z(g)

开始： 3 0 0

转化： 2x x 3x

平衡：3-2x x 3x

等温等容的密闭容器中，气体的压强比等于气体的物质的量之比，所以有3-2x+x+3x=1.2×3，解得x=0.3mol ，所以Y的反应速率v= ÷5min=0.03 mol/(L·min) ，答案为0.03。

(2)化学反应速率之比等于各物质的化学计量数之比，将不同物质的反应速率转化成同一种物质的反应速率才可以比较不同条件下的反应快慢：甲:v(X)=3.5 mol/(L·min)，乙:v(Y)=2 mol/(L·min)，则v(X )=4 mol/(L·min)，丙:v(Z)=4.5 mol/(L·min)，则v(X)=3 mol/(L·min)，丁:v(X)=3.5 mol/(L·s)，将单位s转化为min， v(X)=210 mol/(L·min)，其他条件相同时，反应速率越大温度越高，所以温度的大小顺序为：丁>乙>甲>丙。

(3)因为是一个等容的密闭容器，充入惰性气体氦气，反应物和生成物浓度不变，所以正逆反应速率也不变，正逆反应速率仍相等，故平衡不移动；若移走部分Y气体，生成物浓度减小，逆反应速率减小，正反应速率不变，导致正反应速率大于逆反应速率，平衡向右移动。

(4)可以使用虚拟法分析，假设将0.5molX气体充入另一个密闭容器中，使反应体系的温度、压强与充入3molX的反应体系的温度、压强分别相等，则两者构成一个等效平衡，X的转化率相等。现在将装在第二个容器中的0.5mol的X气体压入第一个容器中，保持体积不变，相当于增压，平衡向气体体积缩小的方向即逆反应方向移动，所以X的转化率变小，故前者X的转化率大于后者X的转化率，答案选B。

(5)本题利用等效平衡的规律解题。等温等压的条件下，要达到等效平衡，只要开始时充入的各物质的比例与起始状态时充入的各物质的比例相同即可，该题中起始状态充入3molX气体，通过“一边倒”的转化知Y与Z的物质的量之比为1：3， a取任意值，通过“一边倒”方法转化为生成物，只需要(b+a/2)：（c+3a/2）=1:3即可达到等效平衡，解得c=3b。