Question

8．某温度时，在一个容积为2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间的变化曲线如下面如图1所示．根据图中数据，请填写下列空白：

（1）该反应的平衡常数表达式为K=$\frac{{c}^{2}（Z）}{{c}^{3}（X）•c（Y）}$．
（2）反应开始至2min，用气体Z表示的反应速率为0.05 mol•L^-1•min^-1．
（3）反应达到平衡时：①压强是开始时的0.9倍；
②、若此时将容器的体积缩小为原来的$\frac{1}{2}$，达到平衡时，容器内温度将升高（容器不与外界进行热交换），则该反应的正反应反应热△H＜0（填“＜”或“＞”或“=”）．
（4）若上述反应在2min后的t₁～t₆内反应速率与反应时间图象如图2，在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素，则BE
A．在t₁时增大了压强
B．在t₃时加入了催化剂
C．在t₄时降低了温度
D．t₂～t₃时反应物的转化率最高
E．t₀～t₁时反应物的转化率最高
F．t₃～t₄时反应物的转化率最高
G．t₅～t₆时反应物的转化率最高．

Answer 1

分析 （1）根据物质的量变化曲线，可知X、Y物质的量减小，为反应物；反应物没有完全反应，所以该反应为可逆反应；Z物质的量增加，为生成物，再根据其物质的量变化量之比等于其计量数之比，可写出化学方程式，然后书写平衡常数表达式；
（2）根据2min内Z物质的量变化量和容器体积，可知道浓度变化量，通过计算可知用气体Z表示的反应速率；
（3）①气体的压强之比等于气体的物质的量之比，可求出开始时气体的总物质的量和平衡后气体总物质的量，得到答案；
②体积缩小到原来的0.5倍，则压强变为原来的2倍，平衡向着气体体积缩小的方向移动，根据反应方程式可知，平衡向右移动；
（4）根据图象，t₁时增大了生成物的浓度，平衡逆向移动；t₃时加入了催化剂，平衡不移动；t₄时应为减小压强，平衡逆向移动，由此分析解答．

解答 解：（1）由图象可知X、Y为反应物，Z为生成物，X、Y、Z的化学计量数之比等于它们的物质的量变化之比为0.3：0.1：0.2=3：1：2，所以方程式为3X+Y?2Z，所以平衡常数表达式为：K=$\frac{{c}^{2}（Z）}{{c}^{3}（X）•c（Y）}$，故答案为：K=$\frac{{c}^{2}（Z）}{{c}^{3}（X）•c（Y）}$；
（2）v（Z）=$\frac{0.2mol}{2L×2min}$=0.05 mol•L^-1•min^-1．故答案为：0.05 mol•L^-1•min^-1；
（3）①根据图象中可知，开始时气体总物质的量为：2mol；平衡后气体总物质的量为：0.9mol+0.7mol+0.2mol=1.8mol，$\frac{{P}_{平衡}}{{P}_{起始}}$=$\frac{{n}_{平衡}}{{n}_{起始}}$=$\frac{1.8mol}{2mol}$═0.9，
故答案为：0.9；
②根据方程式，减小体积，平衡正向移动，容器内温度将升高，故该反应为放热反应．故答案为：＜；
（4）根据图象，t₁时增大了生成物的浓度，平衡逆向移动；t₃时加入了催化剂，平衡不移动；t₄时应为减小压强，平衡逆向移动，t₀～t₁时反应物的转化率最高
，故BE选项正确，故答案为：BE．

点评 该题通过图象中物质的物质的量的变化，来考查化学平衡的移动、化学反应速率计算，综合考查学生对知识的综合应用能力．