题目内容
【题目】某实验组为研究“不同条件”对化学平衡的影响情况，进行了如下实验：一定条件下，向一个密闭容器中加入0.30molX、0.10molY和一定量的Z三种气体，甲图表示发生反应后各物质浓度（c）随时间（t）的变化〔其中t0～t1阶段c(Z)未画出〕。乙图表示化学反应速率（v）随时间（t）的变化，四个阶段都只改变一种条件（催化剂、温度、浓度、压强，每次改变条件均不同），已知t3～t4阶段为使用催化剂。
回答下列问题：
（1）若t1=5 min，则t0～t1阶段以X浓度变化表示的反应速率为v(X)= 。
（2）在t2～t3阶段Y的物质的量减小，则此阶段开始时v正 v逆（填“>”、“=”或“<”）。
（3）t4～t5阶段改变的条件为 ，此阶段的平衡常数K = 。
（4）t5～t6阶段容器内Z的物质的量共增加0.10 mol，在反应中热量变化总量为a kJ，写出该反应的热化学方程式 。在乙图Ⅰ～Ⅴ处平衡中，平衡常数最大的是 。
（5）若起始实验条件不变，重新向该容器中加入0.60 mol X、0.20 mol Y和0.080 mol Z，反应至平衡状态后X的转化率= 。
【答案】（1）0.018 mol·L—1 ·min—1
（2）＜
（3）减小压强，2.8。
（4）3X(g)
2Y(g)+Z(g) △H= －10a kJ/mol，Ⅴ。
（5）60%
【解析】
试题分析：根据图乙知t3～t4阶段和t4～t5阶段改变反应条件反应速率变化的程度相同，平衡不移动，则t3时刻改变的条件是使用催化剂，t4时刻改变的条件是减小压强，该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，由图甲知X的浓度随反应的进行逐渐减小，Y的浓度随反应的进行逐渐增大，则X为反应物，Y为生成物，二者的浓度变化分别为0.09mol/L、0.06mol/L，则该反应的化学方程式为3X(g) 2Y(g)+Z(g)，Z的浓度变化为0.03mol/L。又一定条件下，向一个密闭容器中加入0.30molX、0.10molY和一定量的Z三种气体，由甲图知容器的起始容积为2L，起始加入Z的物质的量为0.04mol。
（1）根据图甲知，t0～t1阶段X浓度变化为0.09mol·L—1，v(X)=△c(X)/△t=0.09 mol·L—1÷5min=0.018 mol·L—1 ·min—1。
（2）在t2～t3阶段Y的物质的量减小，平衡逆向移动，则此阶段开始时v正＜v逆。
（3）根据反应的特点和图乙知t2时刻改变的条件为增大X的浓度，t3时刻改变的条件是使用催化剂，t4时刻改变的条件是减小压强，此过程中温度不变，平衡常数不变，根据t1～t2时间段的数据计算平衡常数，K =c2(Y)c(Z)/c3(X)=（0.112×0.05）÷0.063=2.8。
（4）t5～t6阶段改变的条件为降低温度，容器内Z的物质的量共增加0.10 mol，平衡正向移动，该反应为放热反应，在反应中热量变化总量为a kJ，该反应的热化学方程式3X(g) 2Y(g)+Z(g) △H= －10a kJ/mol；对于放热反应，降低温度，化学平衡常数增大，故在乙图Ⅰ～Ⅴ处平衡中，平衡常数最大的是Ⅴ。
（5）若起始实验条件不变，重新向该容器中加入0.60 mol X、0.20 mol Y和0.080 mol Z，相当于增大压强，该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，改变压强平衡不移动，反应至平衡状态后X的转化率与原平衡相同，为(0.09mol/L÷0.15mol/L)×100%=60%。
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