摘要: 19.某实验组为研究“不同条件”对化学平衡的影响情况,进行了如下实验:一定条件下,向一个密闭容器中加入0.30molX、0.10molY和一定量的Z三种气体,甲图表示发生反应后各
回答下列问题:
(1)若t1="5" min,则t0~t1阶段以X浓度变化表示的反应速率为v(X)= ____________。
(2)在t2~t3阶段Y的物质的量减小,则此阶段开始时v正 _____ v逆(填“>”、“=”或“<”)。
(3)t4~t5阶段改变的条件为 ____________,此阶段的平衡常数K= ____________。
(4)t5~t6阶段容器内Z的物质的量共增加0.10 mol,在反应中热量变化总量为a kJ,写出该反应的热化学方程式 ____________ 。在乙图Ⅰ~Ⅴ处平衡中,平衡常数最大的是 ____________。
(5)若起始实验条件不变,重新向该容器中加入0.60 mol X、0.20 mol Y和0.080 mol Z,反应至平衡状态后X的转化率= ____________ 。
【答案】(1)0.018 mol·L—1·min—1;(2)<;(3)减小压强,2.8;
(4)3X(g)2Y(g)+Z(g) △H= -10a kJ/mol,Ⅴ;(5)60%。
【解析】试题分析:根据图乙知t3~t4阶段和t4~t5阶段改变反应条件反应速率变化的程度相同,平衡不移动,则t3时刻改变的条件是使用催化剂,t4时刻改变的条件是减小压强,该反应为反应前后气体物质的量不变的反应,由图甲知X的浓度随反应的进行逐渐减小,Y的浓度随反应的进行逐渐增大,则X为反应物,Y为生成物,二者的浓度变化分别为0.09mol/L、0.06mol/L,则该反应的化学方程式为3X(g)2Y(g)+Z(g),Z的浓度变化为0.03mol/L。又一定条件下,向一个密闭容器中加入0.30molX、0.10molY和一定量的Z三种气体,由甲图知容器的起始容积为2L,起始加入Z的物质的量为0.04mol。
(1)根据图甲知,t0~t1阶段X浓度变化为0.09mol·L—1,v(X)=△c(X)/△t="0.09" mol·L—1÷5min="0.018" mol·L—1·min—1。
(2)在t2~t3阶段Y的物质的量减小,平衡逆向移动,则此阶段开始时v正<v逆。
(3)根据反应的特点和图乙知t2时刻改变的条件为增大X的浓度,t3时刻改变的条件是使用催化剂,t4时刻改变的条件是减小压强,此过程中温度不变,平衡常数不变,根据t1~t2时间段的数据计算平衡常数,K=c2(Y)c(Z)/c3(X)=(0.112×0.05)÷0.063=2.8。
(4)t5~t6阶段改变的条件为降低温度,容器内Z的物质的量共增加0.10 mol,平衡正向移动,该反应为放热反应,在反应中热量变化总量为a kJ,该反应的热化学方程式3X(g)2Y(g)+Z(g) △H= -10a kJ/mol;对于放热反应,降低温度,化学平衡常数增大,故在乙图Ⅰ~Ⅴ处平衡中,平衡常数最大的是Ⅴ。
(5)若起始实验条件不变,重新向该容器中加入0.60 mol X、0.20 mol Y和0.080 mol Z,相当于增大压强,该反应为反应前后气体物质的量不变的反应,改变压强平衡不移动,反应至平衡状态后X的转化率与原平衡相同,为(0.09mol/L÷0.15mol/L)×100%=60%。