Question

9．在2L密闭容器中进行反应：mX（g）+nY（g）?pZ（g）+qQ（g），式中m、n、p、q为物质系数．在0min～3min 内，各物质物质的量的变化如表所示：

	X	Y	Z	Q
起始（mol）	0.7		1
2min末（mol）	0.8	2.7	0.8	2.7
3min末（mol）			0.6

已知2min内 v（Q）=0.075mol•L^-1•min^-1，且 v（z）：v（Y）=1：2
（1）试确定以下物质的相关量：起始时n（Y）=2.3mol，n（Q）=3mol．
（2）方程式中m=1
（3）用Z表示2min内的反应速率0.05mol•L^-1•min^-1．
（4）2min末Q的转化率为10%．

Answer 1

分析 已知2min内v（Q）=0.075mol•L^-1•min^-1，则△n（Q）=0.075mol•L^-1•min^-1×2min×2=0.3mol，
根据表中数据可知，2min内X的物质的量变化为：0.8mol-0.7mol=0.1mol，
Z的物质的量变化为：1mol-0.8mol=0.2mol，
根据反应速率v（Z）：v（Y）=1：2可知，Y的物质的量变化为：△n（Y）=2△n（Z）=0.4mol，
反应方程式中物质的量变化与其化学计量数成正比，则：m：n：p：q=0.1mol：0.4mol：0.2mol：0.3mol=1：4：2：3，
所以m=1、n=4、p=2、q=3，
反应的化学方程式为：X（g）+4Y（g）?2Z（g）+3Q（g），
根据以上分析进行解答．
（1）根据反应X（g）+4Y（g）?2Z（g）+3Q（g）及表中数据计算出反应初始时Y、Q的物质的量；
（2）根据以上分析可知m=1、n=4、p=2、q=3；
（3）根据反应速率的表达式v=$\frac{△c}{△t}$计算出用Z表示2min内的反应速率；
（4）根据2min内消耗的Q的物质的量及反应前Q的总物质的量计算出转化率．

解答 解：2min内v（Q）=0.075mol•L^-1•min^-1，则△n（Q）=0.075mol•L^-1•min^-1×2min×2=0.3mol，
根据表中数据可知，2min内X的物质的量变化为：0.8mol-0.7mol=0.1mol，
Z的物质的量变化为：1mol-0.8mol=0.2mol，
根据反应速率v（Z）：v（Y）=1：2可知，Y的物质的量变化为：△n（Y）=2△n（Z）=0.4mol，
反应方程式中物质的量变化与其化学计量数成正比，则：m：n：p：q=0.1mol：0.4mol：0.2mol：0.3mol=1：4：2：3，
所以m=1、n=4、p=2、q=3，反应方程式为：X（g）+4Y（g）?2Z（g）+3Q（g），
（1）2min内生成0.1molX，根据反应X（g）+4Y（g）?2Z（g）+3Q（g）可知，2min内生成Y的物质的量为0.4mol，则起始时Y的物质的量为：2.7mol-0.4mol=2.3mol；
Q在2min内物质的量减少，根据反应方程式可知，2min内消耗的Q的物质的量为：0.1mol×3=0.3mol，则起始是Q的物质的量为：2.7mol+0.3mol=3mol，
故答案为：2.3mol；3mol；
（2）根据以上分析可知，m=1、n=4、p=2、q=3，故答案为：1；
（3）2min内消耗的Z的物质的量为：n（Z）=1mol-0.8mol=0.2mol，
则用Z表示2min内的反应速率为：v（Z）=$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{2min}$=0.05mol•L^-1•min^-1，
故答案为：0.05mol•L^-1•min^-1；
（4）2min内v（Q）=0.075mol•L^-1•min^-1，则△n（Q）=0.075mol•L^-1•min^-1×2min×2=0.3mol，
根据（1）可知反应前Q的物质的量为3mol，
所以2min末Q的转化率为：$\frac{0.3mol}{3mol}$×100%=10%，
故答案为：10%．

点评 本题考查较为综合，涉及化学反应速率、化学平衡的计算，题目难度中等，试题涉及的内容较多，考查比较全面，明确反应速率与化学计量数的关系为解答关键，注意掌握化学反应速率的概念及计算方法．