Question

14．某溫度時，在一個容積為2L的密閉容器中，X、Y、Z，三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖1所示．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，試填寫下列空白：

（1）該反應的化學方程式為3X+2Y?2Z；
（2）反應開始至2min，用氣體Z表示的反應速率為0.05 mol•L^-1•min^-1；
（3）若X、Y、Z均為氣體，反應達到平衡時：
①壓強是開始時的0.9倍；
②若此時將容器的體積縮小為原來的0.5倍，達到平衡時，容器內(nèi)溫度將升高（容器不與外界進行熱交換），則該反應的正反應為放熱反應（填“放熱”或“吸熱”）．
（4）若上述反應在2min后的t₁～t₆內(nèi)反應速率與反應時間如圖2所示如下，
在每一時刻均改變一個影響反應速率的因素，則
①t₁、t₃、t₄時刻體系中分別改變的是什么條件？
t₁：增大反應物濃度，t₃：加催化劑，t₄：降低溫度．
②下列各時間段時，Z的體積分數(shù)最高的是D
A．t₂～t₃    B．t₃～t₄    C．t₄～t₅   D．t₅～t₆．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)物質(zhì)的量變化曲線，可知X、Y物質(zhì)的量減小，為反應物；反應物沒有完全反應，所以該反應為可逆反應；Z物質(zhì)的量增加，為生成物，再根據(jù)其物質(zhì)的量變化量之比等于其計量數(shù)之比，可寫出化學方程式；
（2）根據(jù)2min內(nèi)Z物質(zhì)的量變化量和容器體積，可知道濃度變化量，通過計算可知用氣體Z表示的反應速率；
（3）①氣體的壓強之比等于氣體的物質(zhì)的量之比，可求出開始時氣體的總物質(zhì)的量和平衡后氣體總物質(zhì)的量，得到答案；
②體積縮小到原來的0.5倍，則壓強變?yōu)樵瓉淼?倍，平衡向著氣體體積縮小的方向移動，根據(jù)反應方程式可知，平衡向右移動；
（4）①上述反應在2min后的t₁～t₆內(nèi)反應速率與反應時間的關(guān)系，影響反應速率上午因素有濃度、壓強、催化劑、溫度等；
②圖象分析可知t₃～t₄ 平衡不動，t₄～t₅ 平衡正向進行；

解答 解：（1）由圖象可知X、Y為反應物，Z為生成物，X、Y、Z的化學計量數(shù)之比等于它們的物質(zhì)的量變化之比為0.3：0.1：0.2=3：1：2，所以方程式為3X+2Y?2Z．故答案為：3X+2Y?2Z；
（2）v（Z）=$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{2min}$=0.05 mol•L^-1•min^-1．故答案為：0.05 mol•L^-1•min^-1；
（3）①根據(jù)圖象中可知，開始時氣體總物質(zhì)的量為：2mol；平衡后氣體總物質(zhì)的量為：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，
故答案為：0.9；
②根據(jù)方程式，減小體積，平衡正向移動，容器內(nèi)溫度將升高，故該反應為放熱反應．故答案為：放熱；
（4）①根據(jù)圖象，t₁時增大了生成物的濃度，平衡逆向移動；t₃時加入了催化劑，平衡不移動；t₄時反應速率減小，平衡正向進行，反應為放熱反應，改變的條件是降低溫度，t₁：增大反應物濃度 t₂：加催化劑 t₄：降低溫度
故答案為：增大反應物濃度；加催化劑；降低溫度；
②圖象分析可知t₃～t₄ 平衡不動，t₄～t₅ 平衡正向進行，Z的體積分數(shù)最高的是t₅～t₆．故選D，
故答案為：D．

點評 本題通過圖象中物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化，來考查化學平衡的移動、化學反應速率計算，綜合考查學生對知識的綜合應用能力，題目難度中等．