Question

【題目】在一定溫度下，將氣體X和Y各1.6mol充入10L恒容密閉容器中，發生如下反應：X（g）+ Y（g）2Z（g）,在反應過程中，X的物質的量與時間的關系如下表所示：

t/min	0	2	4	6	8	……	16	18
n(X)/mol	1.600	1.200	1.100	1.075	……	……	1.000	1.000

請完成下列各題：

（1）4～6min時間段內Z的平均反應速率為 ;

（2）此溫度下該反應的平衡常數K= ；若升高溫度， K減小，則正反應 （填“吸熱”或“放熱”）反應

（3）若改變反應條件， Z的體積分數w(Z)的變化如圖，曲線(Ⅰ)所示的條件可能是 。（填入下列條件的序號）

①恒容條件下，升高溫度；

②恒容條件下，降低溫度；

③恒溫條件下，縮小反應容器體積；

④恒溫條件下，擴大反應容器體積；

⑤恒溫恒容條件下，加入適當催化劑。

（4）若保持其他條件不變，再充入1.6mol Z，達新平衡后Z的體積分數為_ __(保留一位小數)

Answer 1

【答案】（1）2.5×10-3mol/(L·min)；（2）K=1.44 ；放熱；（3）③⑤；（4）37.5%

【解析】

試題分析：（1）分析表中數據知4～6min時間段內X的物質的量變化為（1.100-1.075）mol=0.025mol，根據反應：X（g）+ Y（g）2Z（g）知Z的物質的量變化為0.05mol，容器的體積為10L，Z的物質的量濃度變化為0.005mol/L，Z的平均反應速率為0.005mol/L÷2min=2.5×10-3mol/(L·min)。

（2）分析表中數據知反應達平衡時n(X)=1.000mol，根據反應X（g）+ Y（g）2Z（g）知n(Y)=1.000mol，n(Z)=1.200mol，則c(X)=0.1000mol/L，c(Y)=0.1000mol/L，c(Z)=0.1200mol/L，此溫度下該反應的平衡常數K= c2(Z)/ c(X) c(Y)=1.44；若升高溫度， K減小，平衡逆向移動，升高溫度平衡向吸熱反應方向移動，則正反應放熱反應。

（3）根據圖像知改變反應條件， 由曲線II變為I，Z的體積分數w(Z)不變，平衡不移動，達平衡的時間縮短，反應速率加快。①恒容條件下，升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動，錯誤；②恒容條件下，降低溫度，平衡向放熱反應方向移動，錯誤；③恒溫條件下，縮小反應容器體積，壓強增大，反應速率加快，該反應為反應前后氣體物質的量不變的反應，增大壓強，平衡不移動，Z的體積分數不變，正確；④恒溫條件下，擴大反應容器體積，壓強減小，反應速率減慢，錯誤；⑤恒溫恒容條件下，加入適當催化劑，反應速率加快，平衡不移動，Z的體積分數不變，正確，選③⑤。

（4）若保持其他條件不變，再充入1.6mol Z，相當于增大壓強，該反應為反應前后氣體物質的量不變的反應，增大壓強，平衡不移動，達新平衡后Z的體積分數不變，由表中數據計算Z的體積分數。分析表中數據知反應達平衡時n(X)=1.000mol，根據反應X（g）+ Y（g）2Z（g）知n(Y)=1.000mol，n(Z)=1.200mol，Z的體積分數為1.200mol÷（1+1+1.2）mol=37.5%。