Question

2．某温度时，在一个2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示．根据图中数据，试填写下列空白：
（1）从开始至2min末，Z的平均反应速率为0.075mol/（L•min）；
（2）该反应的化学方程式为3X+Y?3Z；
（3）为使该反应的反应速率增大，下列措施一定正确的是bcd．
a．及时分离出Z气体    b．适当升高温度
c．增大X的浓度        d．选择高效催化剂
（4）已知该反应器起始压强为P₀，达到平衡时混合气体总压强为P，请用P₀、P来表示平衡时反应物X的转化率为$\frac{6（{P}_{0}-P）}{{P}_{0}}×100%$．
（提示：物质的转化率=$\frac{反应物转化的物质的量}{反应物起始的物质的量}$×100%）

Answer 1

分析 （1）分析图象计算Z的消耗物质的量为0.2mol，结合反应速率概念计算，V=$\frac{△c}{△t}$；
（2）根据物质的量的变化判断反应物和生成物，根据物质的量的变化之比等于化学计量数之比书写方程式；
（3）a．及时分离出Z气体，生成物的浓度减小，反应速率减慢；
b．适当升高温度，反应速率加快；
c．增大X的浓度，正逆反应速率都加快；
d．选择高效催化剂，加快化学反应速率；
（4）压强之比等于物质的量之比，由方程式可知：3X+Y?3Z，反应前总物质的量为2mol，所以X的分压为$\frac{{P}_{0}}{2}$，反应后总物质的量1.9mol，所以总物质的量减少0.1mol，而压强变化量为：P₀-P，所以X的压强变化量为：3（P₀-P），由此分析解答．

解答 解：（1）图象计算Z的消耗物质的量为0.3mol，从开始至2min，Z的平均反应速率=$\frac{\frac{0.3mol}{2L}}{2min}$=0.075mol/（L•min），故答案为：0.075mol/（L•min）；
（2）由图象可以看出，反应中X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物，且△n（X）：△n（Y）：△n（Z）=0.3mol：0.1mol：0.3mol=3：1：3，则反应的化学方程式为：3X+Y?3Z，
故答案为：3X+Y?3Z；
（3）a．及时分离出Z气体，生成物的浓度减小，反应速率减慢，故错误； b．适当升高温度，反应速率加快，故正确；
c．增大X的浓度，正逆反应速率都加快，故正确； d．选择高效催化剂，加快化学反应速率，故正确；故选bcd；
（4）反应前总物质的量为2mol，所以X的分压为$\frac{{P}_{0}}{2}$，反应后总物质的量1.9mol，所以总物质的量减少0.1mol，而压强变化量为：P₀-P，所以X的压强变化量为：3（P₀-P），X的转化率为$\frac{3（{P}_{0}-P）}{\frac{{P}_{0}}{2}}$×100%=$\frac{6（{P}_{0}-P）}{{P}_{0}}×100%$，故答案为：$\frac{6（{P}_{0}-P）}{{P}_{0}}×100%$．

点评 本题考查了化学反应速率，影响化学反应速率的因素，图象分析和反应进行方向的判断方法是解题关键，题目较简单．