Question

4．一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图1所示：

（1）从反应开始到10s，用Z表示的反应速率为0.079mol/（L•s）．
（2）该反应的化学方程式为X+Y?2Z．
（3）10s后的某一时刻（t₁）改变了外界条件，其反应速率随时间的变化图象如图2所示：则下列说法符合该图象的是CD
A．t₁时刻，增大了X的浓度            B．t₁时刻，升高了体系温度
C．t₁时刻，缩小了容器体积             D．t₁时刻，使用了催化剂
（4）其化学平衡常数K和温度t的关系如表：

t/℃	700	800	830	1000
K	20	10	1.0	0.5

由此判断该反应为放热反应（填“吸热”或“放热”）．
（5）根据以上反应特点，为使反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动，可采取的措施是ce．
a．及时分离出Z气体  b．适当提高温度                  c．增大Y的浓度
d．选择高效的催化剂  e．使容器体积收缩，增大压强      f．适当降低温度．

Answer 1

分析 （1）根据v=$\frac{△c}{△t}$计算化学反应速率；
（2）根据化学反应中各物质的物质的量变化量与化学计量数之比呈正比书写化学方程式；
（3）10s后的速率某一时刻（t₁）改变了外界条件，正逆反应速率同等程度增大，反应前后气体不变，所以可能是增大压强或加入了催化剂；
（4）图表平衡常数随温度升高减小，说明正反应为放热反应；
（5）影响化学反应速率和化学平衡的因素分析判断选项，反应是反应前后气体体积不变的放热反应，为使反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动，
a．及时分离出Z气体反应正向进行，反应速率减小；
b．适当提高温度平衡逆向进行；
c．增大Y的浓度平衡正向进行反应速率增大；
d．选择高效的催化剂反应速率增大，平衡不变；
e．使容器体积收缩，增大压强 反应速率增大平衡不变；
f．适当降低温度反应速率减小，平衡正向进行．

解答 解：（1）反应开始到10s，用Z表示的反应速率为：v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{1.58mol}{2L}}{10s}$=0.079mol/（L•s），故答案为：0.079mol/（L•s）；
（2）由图象可以看出X、Y的物质的量减小，Z的物质的增多，则X、Y为反应物，Z为生成物，
化学反应中各物质的物质的量变化量与化学计量数之比呈正比，
则有X：Y：Z=（1.20mol-0.41mol）：（1.0mol-0.21mol）：1.58mol=1：1：2，则反应的化学方程式为X+Y?2Z，
故答案为：X+Y?2Z；
（3）10s后的速率某一时刻（t₁）改变了外界条件，正逆反应速率同等程度增大，反应前后气体不变，所以可能是增大压强或加入了催化剂，
A．t₁时刻，增大了X的浓度，平衡正向进行，故A不符合；
B．t₁时刻，升高了体系温度，化学平衡移动发生移动，正逆反应速率不同，最后达到平衡状态，故B不符合；
C．t₁时刻，缩小了容器体积，增大体系压强，反应速率增大，反应前后气体物质的量不变，所以平衡不变，故C符合；
D．t₁时刻，使用了催化剂同等程度增大正逆反应速率，图象符合，故D符合；
故答案为：CD；
（4）平衡常数随温度升高减小，说明温度升高平衡逆向进行，平衡移动原理可知升温平衡向吸热反应方向进行，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，
故答案为：放热；
（5）反应是反应前后气体体积不变的放热反应，为使反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动，依据化学平衡移动原理和影响化学反应的因素分析选项，
a．及时分离出Z气体反应正向进行，浓度减小反应速率减小，故a不符合；
b．反应是放热反应，适当提高温度平衡逆向进行，反应速率增大，故b不符合；
c．增大Y的浓度，正逆反应速率增大，平衡正向进行，故c符合；
d．选择高效的催化剂，正逆反应速率同等程度增大，平衡不变，故d不符合；
e．使容器体积收缩，增大压强反应速率增大，反应前后气体物质的量不变，正逆反应速率同等程度增大，则平衡不变，符合图象，故e符合；
f．适当降低温度反应速率减小，平衡正向进行，故f不符合；
故答案为：ce．

点评 本题考查物质的量随时间的变化曲线，以及化学平衡、化学反应速率的计算，题目难度中等，注意把握平衡的判断方法和平衡影响因素．