Question

【題目】向體積為2L的固定密團容器中通入3molX氣體，在一定溫度下發(fā)生如下反應(yīng):2X(g) Y(g)+3Z(g)。

(1)經(jīng)5min后反應(yīng)達到平衡，容器內(nèi)的壓強為起始時的1.2倍，則Y的反應(yīng)速率為________mol/(L·min)。

(2)若上述反應(yīng)在甲、乙、丙、丁四個同樣的密閉容器中進行，在同一段時間內(nèi)測得容器內(nèi)的反應(yīng)速率分別為甲:v(X)=3.5 mol/(L·min)；乙:v(Y)=2 mol/(L·min)；丙:v(Z)=4.5 mol/(L·min)；丁：v(X)=3.5 mol/(L·s)。若其他條件相同，溫度不同，則溫度由高到低的順序是(填序號)______。

(3)向達到(1)所述的平衡體系中充入氦氣，則平衡_______(填“向左”、“向右”或“不”) 移動；從(1)所述的平衡體系中移走部分Y氣體，則平衡_______(填“向左”、“向右”或“不”) 移動。

(4)在相同條件下向達到(1)所述的平衡體系中再充入0.5molX氣體，則平衡后X的轉(zhuǎn)化率與(1)所述的平衡中X的轉(zhuǎn)化率相比較_________。

A.無法確定 B.前者定大于后者 C.前者一定等于后者 D.前者一定小于后者

(5)保持溫度和壓強不變，起始時加入X、Y、Z物質(zhì)的量分別為amol、bmol、cmol，a為任意值，達到平衡時仍與(1)的平衡等效。則：b、c該滿足的關(guān)系為________。

Answer 1

【答案】 0.03 丁>乙>甲>丙 不 向右 B c=3b

【解析】 設(shè)平衡時生成Y的物質(zhì)的量為x，根據(jù)三段模式解題：

2X(g) Y(g)+3Z(g)

開始： 3 0 0

轉(zhuǎn)化： 2x x 3x

平衡：3-2x x 3x

等溫等容的密閉容器中，氣體的壓強比等于氣體的物質(zhì)的量之比，所以有3-2x+x+3x=1.2×3，解得x=0.3mol ，所以Y的反應(yīng)速率v= ÷5min=0.03 mol/(L·min) ，答案為0.03。

(2)化學反應(yīng)速率之比等于各物質(zhì)的化學計量數(shù)之比，將不同物質(zhì)的反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化成同一種物質(zhì)的反應(yīng)速率才可以比較不同條件下的反應(yīng)快慢：甲:v(X)=3.5 mol/(L·min)，乙:v(Y)=2 mol/(L·min)，則v(X )=4 mol/(L·min)，丙:v(Z)=4.5 mol/(L·min)，則v(X)=3 mol/(L·min)，丁:v(X)=3.5 mol/(L·s)，將單位s轉(zhuǎn)化為min， v(X)=210 mol/(L·min)，其他條件相同時，反應(yīng)速率越大溫度越高，所以溫度的大小順序為：丁>乙>甲>丙。

(3)因為是一個等容的密閉容器，充入惰性氣體氦氣，反應(yīng)物和生成物濃度不變，所以正逆反應(yīng)速率也不變，正逆反應(yīng)速率仍相等，故平衡不移動；若移走部分Y氣體，生成物濃度減小，逆反應(yīng)速率減小，正反應(yīng)速率不變，導致正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，平衡向右移動。

(4)可以使用虛擬法分析，假設(shè)將0.5molX氣體充入另一個密閉容器中，使反應(yīng)體系的溫度、壓強與充入3molX的反應(yīng)體系的溫度、壓強分別相等，則兩者構(gòu)成一個等效平衡，X的轉(zhuǎn)化率相等。現(xiàn)在將裝在第二個容器中的0.5mol的X氣體壓入第一個容器中，保持體積不變，相當于增壓，平衡向氣體體積縮小的方向即逆反應(yīng)方向移動，所以X的轉(zhuǎn)化率變小，故前者X的轉(zhuǎn)化率大于后者X的轉(zhuǎn)化率，答案選B。

(5)本題利用等效平衡的規(guī)律解題。等溫等壓的條件下，要達到等效平衡，只要開始時充入的各物質(zhì)的比例與起始狀態(tài)時充入的各物質(zhì)的比例相同即可，該題中起始狀態(tài)充入3molX氣體，通過“一邊倒”的轉(zhuǎn)化知Y與Z的物質(zhì)的量之比為1：3， a取任意值，通過“一邊倒”方法轉(zhuǎn)化為生成物，只需要(b+a/2)：（c+3a/2）=1:3即可達到等效平衡，解得c=3b。