Question

16．（1）向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO₂和O₂，开始反应时，按正反应速率由大到小顺序排列为乙甲丁丙．
甲．在500℃时，SO₂和O₂各10mol反应
乙．在500℃时，用V₂O₅作催化剂、10mol SO₂和10mol O₂起反应
丙．在450℃时，8mol SO₂和5mol O₂反应
丁．在500℃时，8mol SO₂和5mol O₂反应
（2）某温度时，在2L容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示．由图中数据分析，该反应的化学方程式为3X+Y?2Z；
反应开始至2min，Z的平均反应速率为0.05mol/（L•min）．
（3）将等物质的量的氢气和碘蒸气放入密闭容器中进行反应：H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）（正反应放热），反应经过5min测得碘化氢的浓度为0.5mol/L，碘蒸气的浓度为0.25mol/L．请填写以下的空白：
①v（HI）=0.1mol/（L•min）；v（H₂）=0.05mol/（L•min）；氢气的起始浓度=0.5mol/L．
②若上述反应达到平衡，则平衡浓度c（HI）、c（I₂）、c（H₂）的关系是均为衡量（填“相等”、“2：1：1”或“均为恒量”）．

Answer 1

分析 （1）温度越高、浓度越大、使用催化剂均可加快反应速率；
（2）根据图象可知X、Y的量减少是反应物；根据物质的量的变化与化学计量数呈正比书写化学方程式；反应开始至2min，Z的物质的量为0.2mol，以此计算反应速率；
（3）①根据速率之比等于化学计量数之比，结合v（HI），计算v（H₂）；
根据碘化氢的浓度计算I₂的浓度变化量，5min时I₂的浓度加I₂的浓度变化量等于I₂的起始浓度．开始等氢气和碘蒸气的物质的量相等，所以起始浓度相等；
②化学反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，且不等于0，各物质的浓度不再发生变化．

解答 解：（1）由温度可知，丙中反应速率最慢；
温度相同时，乙中使用催化剂，则反应速率最快，
甲与丁比较，甲中浓度大，反应速率快，则按反应速率由大到小的排列顺序为乙、甲、丁、丙，
故答案为：乙甲丁丙；
（2）由图可知，X、Y反应物的物质的量减小，为反应物，Z的物质的量增加，Z为生成物，最后X、Y的物质的量为定值且不为0，说明是可逆反应，Y、Z、X的物质的量变化量之比为（1.0-0.9）mol：（1.0-0.7）mol：0.2mol=1：3：2，物质的量变化量之比等于化学计量数之比，所以反应方程式为：Y+3X?2Z，
反应开始至2min，Z的平均反应速率为$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{2min}$=0.05mol/（L•min），
故答案为：3X+Y?2Z； 0.05mol/（L•min）；
（3）①v（HI）=$\frac{0.5mol/L}{5min}$=0.1mol/（L•min ）；
根据速率之比等于化学计量数之比，所以v（H₂）=$\frac{1}{2}$v（HI）=$\frac{1}{2}$×0.1mol/（L•min ）=0.05mol/（L•min ）；
I₂的浓度变化量△c（I₂）=$\frac{1}{2}$△c（HI）=$\frac{1}{2}$×0.5mol/L=0.25mol/L．
所以I₂的起始浓度c（I₂）=0.25mol/L+0.25mol/L=0.5mol/L．
开始等氢气和碘蒸气的物质的量相等，所以二者起始浓度相等．
所以氢气的起始浓度为0.5mol/L．
故答案为：0.1 mol/（L•min）；0.05 mol/（L•min）；0.5 mol/L；
②化学反应达到化学平衡状态时，各物质的浓度不再发生变化，所以平衡浓度C（HI）、C（I₂）、C（H₂）均为恒量，因未给出平衡常数等数据，不能判断浓度的具体关系，
故答案为：均为衡量．

点评 本题考查化学平衡图象分析题目，为高频考点和常见题型，题目难度不大，注意分析各物质的量的变化曲线，把握化学方程式的判断方法，试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用能力．