Question

5．300℃時(shí)，將氣體X和氣體Y各0.16mol充入10L恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：X（g）+Y（g）?2Z（g）△H＜0，一段時(shí)間后達(dá)到平衡．反應(yīng)過(guò)程中測(cè)定的數(shù)據(jù)如下表：

t/min	2	4	7	9
n（Y）/mol	0.12	0.11	0.10	0.10

回答下列問(wèn)題：
（1）反應(yīng)0～2min Z的平均速率v（Z）=0.004 mol/（L•min）
（2）能判斷該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是D
A．生成X的速率是生成Z的速率的2倍  B．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
C．容器內(nèi)氣體的密度保持不變           D．容器內(nèi)各氣體的濃度保持不變
（3）要提高上述反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是降低溫度（任寫(xiě)一種）．
（4）溫度為300℃時(shí)，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=1.44
（5）若起始時(shí)向該容器中充入X、Y、Z各0.20mol，則反應(yīng)將向正（填“正”或“逆”）反應(yīng)方向進(jìn)行，達(dá)平衡時(shí)Z的體積分?jǐn)?shù)與上述平衡相比不變（填“增大”、“減小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）2min內(nèi)Y物質(zhì)的量變化為0.16mol-0.12mol=0.04mol，根據(jù)v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$計(jì)算v（Y），再利用速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v（Z）；
（2）A．生成X的速率是生成Z的速率的2倍，均為逆反應(yīng)速率；
B．恒溫恒容下，反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，容器內(nèi)壓強(qiáng)始終保持不變；
C．容器內(nèi)氣體的密度始終保持不變；
D．可逆反應(yīng)得到平衡時(shí)各組分的濃度保持不變；
（3）正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度平衡正向移動(dòng)，可以移走Z使平衡正向移動(dòng)；
（4）由表中數(shù)據(jù)可知7min時(shí)，反應(yīng)到達(dá)平衡，根據(jù)平衡時(shí)Y的物質(zhì)的量，計(jì)算平衡時(shí)其它組分的物質(zhì)的量，由于反應(yīng)氣體氫氣的化學(xué)計(jì)量數(shù)相等，用物質(zhì)的量代替濃度代入平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{{c}^{2}（Z）}{c（X）×c（Y）}$計(jì)算；
（5）計(jì)算濃度商Qc，與平衡常數(shù)比較判斷反應(yīng)進(jìn)行方向；等效為開(kāi)始通入0.3molX、0.3molY，與原平衡中X、Y的物質(zhì)的量之比均為1：1，該反應(yīng)氣體氣體體積不變，恒溫恒容下與原平衡為等效平衡，平衡時(shí)相同物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)相同．

解答 解：（1）2min內(nèi)Y物質(zhì)的量變化為0.16mol-0.12mol=0.04mol，則v（Y）=$\frac{\frac{0.04mol}{10L}}{2min}$=0.002 mol/（L•min），速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，v（Z）=2v（Y）=0.004 mol/（L•min），
故答案為：0.004 mol/（L•min）；
（2）A．生成X的速率是生成Z的速率的2倍，均為逆反應(yīng)速率，自反應(yīng)開(kāi)始始終滿(mǎn)足該關(guān)系，故A錯(cuò)誤；
B．恒溫恒容下，反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，容器內(nèi)壓強(qiáng)始終保持不變，故B錯(cuò)誤；
C．混合氣體總質(zhì)量不變，容器容積不變，容器內(nèi)氣體的密度始終保持不變，故C正確；
D．容器內(nèi)各氣體的濃度保持不變，說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡，故D正確，
故選：D；
（3）正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度平衡正向移動(dòng)，可以移走Z使平衡正向移動(dòng)，提供反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，
故答案為：降低溫度；
（4）由表中數(shù)據(jù)可知7min時(shí)，反應(yīng)到達(dá)平衡，平衡時(shí)Y的物質(zhì)的量為0.1mol，則：
            X（g）+Y（g）?2Z（g）
起始量（mol）：0.16   0.16    0
變化量（mol）：0.06   0.06    0.12
平衡量（mol）：0.1    0.1     0.12
由于反應(yīng)氣體氫氣的化學(xué)計(jì)量數(shù)相等，用物質(zhì)的量代替濃度計(jì)算，平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（Z）}{c（X）×c（Y）}$=$\frac{0.1{2}^{2}}{0.1×0.1}$=1.44，
故答案為：1.44；
（5）此時(shí)濃度商Qc=$\frac{0．{2}^{2}}{0.2×0.2}$=1＜K=1.44，平衡向正反應(yīng)進(jìn)行；
等效為開(kāi)始通入0.3molX、0.3molY，與原平衡中X、Y的物質(zhì)的量之比均為1：1，該反應(yīng)氣體氣體體積不變，恒溫恒容下與原平衡為等效平衡，即達(dá)平衡時(shí)Z的體積分?jǐn)?shù)與上述平衡相比保持不變，
故答案為：正；不變．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算、平衡狀態(tài)判斷、平衡常數(shù)等，（5）中注意平衡常數(shù)的應(yīng)用、注意對(duì)等效平衡規(guī)律的理解掌握，難度中等．