Question

9．恒定温度为T₁℃时，在容积为10L的密闭容器中充人1.0mol X和0.80mol Y，发生反应：
2X（g）+Y（g）?2Z（g），X的转化率随时间的变化关系如图所示．
（1）第2min时的反应速率v₁（X）大于（填“大于”、“小于”或“等于”）第8min时的反应速率可v₂（X），原因是随反应进行，X的浓度逐渐减小．
（2）反应在0～10min内Y的平均反应速率v（Y）=0.004  mol•L^-1•min^-l．
（3）T₁℃温度下反应的平衡常数K₁为400，若在第10min后压缩容器容积，X的转化率增大（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），平衡常数不变．
（4）若升高温度到T₂℃（ T₂＞T₁），平衡时X的转化率减小，则该反应的△H小于0（填“大于”或“小于”）．
（5）不改变各物质起始量的情况下，无论如何改变条件，Y的转化率一定小于62.5%．

Answer 1

分析 （1）根据浓度对反应速率的影响分析；
（2）根据v（Y）=$\frac{△c}{△t}$计算；
（3）利用三段式求出平衡时各物质的浓度，再根据K=$\frac{{c}^{2}（Z）}{{c}^{2}（X）×c（Y）}$计算；增大压强平衡向正方向移动；平衡常数只与温度有关；
（4）升高温度，平衡时X的转化率减小，则化学平衡逆向移动；
（5）采用极值法计算，假设X完全反应，根据方程式计算消耗的Y，再求出Y的转化率．

解答 解：（1）X是反应物，随着反应的进行，X的浓度减小，所以反应速率减小，则第2min时的反应速率v₁（X）大于第8min时的反应速率可v₂（X），
故答案为：大于；随反应进行，X的浓度逐渐减小；
（2）反应在0～10min内，X减少了1mol×80%=0.8mol，Y的物质的量变化为0.4mol，则v（Y）=$\frac{\frac{0.4mol}{10L}}{10min}$=0.004 mol•L^-1•min^-l；
故答案为：0.004；
（3）2X（g）+Y（g）?2Z（g），
起始物质的量（mol）：1.0          0.8
转化物质的量（mol）：0.8          0.4          0.8
平衡物质的量（mol）：0.2          0.4          0.8
K=$\frac{{c}^{2}（Z）}{{c}^{2}（X）×c（Y）}$=$\frac{0.0{8}^{2}}{0.0{2}^{2}×0.04}$=400；
增大压强平衡向正方向移动，则X的转化率增大；平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变；
故答案为：400；增大；不变；
（4）升高温度，平衡时X的转化率减小，则化学平衡逆向移动，升高温度平衡向吸热方向移动，所以逆方向为吸热方向，则正方向为放热，所以该反应的△H小于0；
故答案为：小于；
（5）采用极值法计算，假设X完全反应，则消耗1molX，由方程式2X（g）+Y（g）?2Z（g），可知消耗的Y为0.5mol，则Y的转化率为$\frac{0.5mol}{0.8mol}$×100%=62.5%，
由于X不能全部转化，所以Y的转化率一定小于62.5%；
故答案为：62.5%．

点评 本题考查化学平衡的有关计算、外界条件对化学平衡移动的影响，题目难度中等，注意根据三段式计算化学平衡常数，明确化学平衡常数的含义以及影响反应速率和化学平衡的因素是解题的关键．