Question

11．向体积为2L的固定密闭容器中通入3mol X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，此时测得容器内的压强为起始时的1.2倍，则用Y表示的速率为0.03mol•L^-1•min^-1．
（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）=3.5mol•L^-1•min^-1；乙：v（Y）=2mol•L^-1•min^-1；丙：v（Z）=4.5mol•L^-1•min^-1；丁：v （X）=0.075mol•L^-1•s^-1．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）丁＞乙＞甲＞丙．
（3）若向达到（1）的平衡体系中充入氮气，则平衡不（填“向左”“向右”或“不”）移动；若从达到（1）的平衡体系中移走部分Y气体，则平衡向右（填“向左”“向右”或“不”）移动．
（4）若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）的平衡中X的转化率相比较D
A．无法确定
B．前者一定大于后者
C．前者一定等于后者
D．前者一定小于后者
（5）若保持温度和压强不变，起始时加入X、Y、Z物质的量分别为a mol、b mol、c mol，达到平衡时仍与（1）的平衡等效，则：a、b、c应该满足的关系为c=3b，a≥0．
（6）若保持温度和体积不变，起始时加入X、Y、Z物质的量分别为a mol、b mol、c mol，达到平衡时仍与（1）的平衡等效，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则c的取值范围应该为0.9＜c≤4.5．

Answer 1

分析 （1）气体压强之比等于物质的量之比，结合化学平衡三段式列式计算Y的生成量，依据化学反应速率概念计算得到的；
（2）依据化学反应速率之比等于化学方程式中计量数之比，把四种情况下的反应速率化为一种物质表示的反应速率减小比较，温度越高反应速率越大
（3）体积不变平衡体系中充入氩气，平衡体系中各物质的浓度不变；向达到（1）的平衡体系中移走部分混合气体，气体的物质的量减小，相当于减小压强；
（4）若在相同条件下向I的平衡体系中再充入0.5mol X气体，相当于增大压强，平衡逆向进行，X的转化率减小；
（5）根据等效平衡建立的条件以及极限转化思想来回答；
（6）根据等效平衡，起始时维持化学反应向逆反应方向进行，说明c的数值大于达到平衡时Z的浓度，据此进行分析．

解答 解：由信息可知：2X（g）?Y（g）+3Z（g）
开始           3mol      0      0
转化           2x        x     3x
平衡          3-2x       x      3x
反应达到平衡，此时测得容器内的压强为起始时的1.2倍，则$\frac{3-2x+x+3x}{3}$=1.2，解得x=0.3，
（1）Y的物质的量增加0.3mol，由v=$\frac{△c}{△t}=\frac{\frac{0.3mol}{2L}}{5min}$=0.03mol/（L．min），故答案为：0.03；
（2）将四个反应速率甲：ν（X）=3.5mol（L•min）；乙：ν（Y）=2mol（L•min）；丙：ν（Z）=4.5mol（L•min）；丁：ν（X）=0.075mol（L•s），都统一到用X表示的反应速率值分别为甲：ν（X）=3.5mol（L•min）；乙：ν（X）=4mol（L•min）；丙：ν（X）=3mol（L•min）；丁：ν（X）=4.5mol（L•min），所以化学反应速率是丁＞乙＞甲＞丙，温度越高，化学反应速率越快，所以温度大小关系是：丁＞乙＞甲＞丙，
故答案为：丁＞乙＞甲＞丙；
（3）体积不变平衡体系中充入氩气，平衡体系中各物质的浓度不变，则平衡不移动；向达到（1）的平衡体系中移走部分混合气体，气体的物质的量减小，相当于减小压强，该反应为气体体积增大的反应，则平衡向右移动，
故答案为：不移动；向右；
（4）若在相同条件下向达到（1）所述平衡体系中再充入0.5molX气体，则体系压强增大，新平衡相当于是在原平衡基础上增大压强，逆向移动建立的，所以平衡后X的转化率减小；故答案为：D；
（5）若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，达平衡时仍与（1）的平衡等效，根据极限转化结构以及等效的条件，需要等比即等效，即
            2X（g）?Y（g）+3Z（g）
（1）的投料：3mol     0      0
等效投料：0     1.5mol  4.5mol，
现在投料：a       b       c
等效投料：0     0.5a+b   1.5a+c
所以 $\frac{b+0.5a}{1.5a+c}=\frac{1}{3}$，解得c=3b，且a≥0，故答案为：c=3b，a≥0；
（6）容器容积不变，起始时加入X、Y、Z物质的量分别为amol、bmol、cmol，达到平衡时仍与（1）的平衡等效，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，说明生成物Z浓度大于达到平衡时0.9mol；将3molX气体按照化学计量数全部转化为Z，c有最大值，最大值为4.5mol，所以c的范围为：0.9＜c≤4.5，故答案为：0.9＜c≤4.5．

点评 本题考查化学平衡的计算及平衡移动，把握达到平衡后压强与物质的量的变化为解答的关键，侧重分析能力、计算能力的考查，注意平衡计算的格式，题目难度中等．