Question

20．某温度时，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如图所示．
（1）由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为Y+3X?2Z；
（2）反应从开始至2分钟末，用Z的浓度变化表示的平均反应速率为v（Z）=0.05_mol/（L•min）．
Ⅱ（6分）将等物质的量的A、B混合放于2L的密闭容器中，发生反应3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g）．经5min后达到平衡，平衡时测得D的浓度为0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，v（C）=0.1mol/（L•min）．则：
（1）x=2．    
（2）前5min 内B的反应速率v（B）=0.05 mol/（L•min）．
（3）平衡时A的转化率为50%．

Answer 1

分析 I．由图可知，X、Y的物质的量逐渐减小，Z的物质的量逐渐增大，则X、Y为反应物，Z为生成物，相同时间内物质的量的变化比值为：c（X）：c（Y）：c（Z）=（1.0-0.7）：（1.0-0.9）：0.2=3：1：2，化学反应中物质的量变化之比等于化学剂量数之比，且2min达到平衡，结合v=$\frac{△c}{△t}$计算速率；
II．将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，经5min后，测得D的浓度为0.5mol/L，生成的D为2L×0.5mol/L=1mol，v（D）=$\frac{0.5mol/L}{5min}$=0.1mol/（L•min），v（C）=0.1mol/（L•min），由速率之比等于化学计量数之比可知，x=2，则
                     3A（g）+B（g）?2C（g）+2D（g）
起始量（mol）：n          n              0          0
变化量（mol）：1.5    0.5              1         1
5min时（mol）：n-1.5  n-0.5          1          1
由于5min时c（A）：c（B）=3：5，则（n-1.5）：（n-0.5）=3：5，解得n=3，以此来解答．

解答 解：I．（1）X、Y的物质的量逐渐减小，Z的物质的量逐渐增大，则X、Y为反应物，Z为生成物，相同时间内物质的量的变化比值为：c（X）：c（Y）：c（Z）=（1.0-0.7）：（1.0-0.9）：0.2=3：1：2，化学反应中物质的量变化之比等于化学剂量数之比，2min达到平衡，为可逆反应，则化学方程式为Y+3X?2Z，
故答案为：Y+3X?2Z；
（2）反应从开始至2分钟末，用Z的浓度变化表示的平均反应速率为v（Z）=$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{2min}$=0.05mol/（L•min），
故答案为：0.05；
II．将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，经5min后，测得D的浓度为0.5mol/L，生成的D为2L×0.5mol/L=1mol，v（D）=$\frac{0.5mol/L}{5min}$=0.1mol/（L•min），v（C）=0.1mol/（L•min），由速率之比等于化学计量数之比可知，x=2，则
                     3A（g）+B（g）?2C（g）+2D（g）
起始量（mol）：n          n              0          0
变化量（mol）：1.5     0.5              1         1
5min时（mol）：n-1.5  n-0.5          1          1
由于5min时c（A）：c（B）=3：5，则（n-1.5）：（n-0.5）=3：5，解得n=3，
（1）由上述分析可知，x=2，故答案为：2；    
（2）前5min 内B的反应速率v（B）=$\frac{\frac{0.5mol}{2L}}{5min}$=0.05 mol/（L•min），故答案为：0.05 mol/（L•min）；
（3）平衡时A的转化率为$\frac{1.5}{3}$×100%=50%，故答案为：50%．

点评 本题考查物质的量随时间的变化曲线及化学平衡计算，为高频考点，把握图中物质的量的变化、平衡三段法、速率及转化率的计算为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，综合性较强，题目难度不大．