Question

16．t℃时，在2L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z，它们的物质的量随时间的变化如表所示．

t/min	X/mol	Y/mol	Z/mol
0	2.00	4.00	0
1	1.80	3.60	0.40
3	1.65	3.30	0.70
5	1.55	3.10	0.90
14	1.00	2.00	2.00
16	1.00	2.00	2.00
20	0.50	4.24	3.00
22	0.50	4.24	3.00

（1）计算t℃时该反应平衡常数的值为K=1
（2）计算该反应在0-3min时间内产物Z的平均反应速率：0.117mol/L•min，
（3）容器内混合气体的平均相对分子质量比起始投料时增大，（填“增大”、“减小”或“不变”）
（4）16min后，改变的条件为加入Y3.24mol，（注明物质的量）
（5）在温度为T₁、T₂时，平衡体系中Z的体积分数随压强的变化如图所示，
①下列措施一定能增大该反应正反应速率的是ad，一定能使平衡向正反应方向移动的是cd．
 a．升高温度         b．保持容器体积不变，充入惰性气体
c．分离出Z物质     d．缩小容器体积增大压强
②A和C点的正反应速率大小关系为v_A＜v_C  T₂温度时，B点的正反应速率和逆反应速率大小关系为v_正=v_逆．

Answer 1

分析 （1）根据表中数据得到，反应进行到14min达到了平衡状态；
（2）该反应在0-3min时间内产物Z的平均反应速率v=$\frac{△c}{△t}$来计算；
（3）根据混合气体的平均相对分子质量M=$\frac{m}{n}$结合物质的量的变化来判断变化；
（4）根据16min后，X的物质的量减小，Z的物质的量增加，Y的物质的量也增加来判断改变的条件；
（5）①根据影响化学平衡移动和影响化学反应速率的因素来回答判断即可；
②根据两点上温度和压强关系来判断反应速率，根据温度的高低判断反应的移动方向即可．

解答 解：（1）由表中数据可知，X、Y为反应物，Z为生成物，1min时△n（X）=2mol-1.8mol=0.2mol，△n（Y）=4mol-3.6mol=0.4mol，△n（Z）=0.4mol，14min后各物质的物质的量不再变化，且反应物不为0，故为可逆反应，物质的量变化量之比等于化学计量数之比，故反应方程式为X+2Y?2Z，根据表中数据得到，反应进行到14min达到了平衡状态，t℃时该反应平衡常数的值为K=$\frac{2.0{0}^{2}}{1.00×2.0{0}^{2}}$=1，故答案为：1；
（2）该反应在0-3min时间内产物Z的平均反应速率v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.7mol}{2L}}{3min}$≈0.117mol/L•min；故答案为：0.117mol/L•min；
（3）根据混合气体的平均相对分子质量M=$\frac{m}{n}$，反应后混合气体的物质的量减小，质量守恒，所以容器内混合气体的平均相对分子质量比起始投料时增大了，故答案为：增大；
（4）16min后，到20min时，X的物质的量减小0.5mol，Z的物质的量增加1mol，所以Y的物质的量也会减小1mol，此时Y的物质的量是4.24mol，所以改变的条件是加入了Y，加入的物质的量是4.24mol-1mol=3.24mol，故答案为：加入Y3.24mol；
（5）①a．升高温度一定能增大该反应正反应速率，但是无法判断反应的移动方向；        
b．保持容器体积不变，充入惰性气体，正反应速率不会变化，平衡不会移动；
c．分离出Z物质能减小该反应正反应速率，平衡正向移动；      
d．缩小容器体积增大压强，一定能增大该反应正反应速率，平衡正向移动；故答案为：ad；cd；
②A和C点的温度一样，但是C点的压强大，所以正反应速率大小关系为v_A＜v_C，T₂温度时，B点的正反应速率和逆反应速率大小关系为v_正=v_逆，故答案为：＜；=．

点评 本题考查化学平衡移动、外界条件对平衡的影响、化学平衡图象，反应速率、转化率的计算应用等，注意知识的迁移和应用是关键，难度中等．