Question

3．某溫度時．在2L的密閉容器中，X、Y、Z（均為氣體）三種物質的量隨時間的變化曲線如圖所示．
（1）由圖中所給數(shù)據(jù)進行分析，該反應的化學方程式為3X+Y?2Z；
（2）反應從開始至2 分鐘用Z的濃度變化表示的平均反應速率為v（Z）=0.05mol/（L•min）；
（3）2min反應達平衡容器內(nèi)混合氣體的平均相對分子質量比起始時增大（填增大、減小或不變）；混合氣體密度比起始時不變（填增大、減小或不變）．
（4）將amolX與b molY的混合氣體發(fā)生上述反應，反應到某時刻各物質的量恰好滿足：
n（X）=n（Y）=n（Z），則原混合氣體中a：b=5：3．
（5）下列措施能加快反應速率的是C、E、F．
A．恒壓時充入He     B．恒容時充入He      C．恒容時充入X
D．及時分離出Z      E．升高溫度            F．選擇高效的催化劑
（6）下列說法正確的是A、C．
A．升高溫度改變化學反應的限度
B．已知正反應是吸熱反應，升高溫度平衡向右移動，正反應速率加快，逆反應速率減慢
C．化學反應的限度與時間長短無關
D．化學反應的限度是不可能改變的
E．增大Y 的濃度，正反應速率加快，逆反應速率減慢．

Answer 1

分析 （1）結合圖象，可逆反應過程中，物質的轉化量之比等于化學方程式中計量數(shù)之比，以此確定化學方程式中的計量數(shù)；
（2）反應開始至兩分鐘內(nèi)，Z的物質的量變化為△n=0.2mol，以Z濃度變化表示的化學反應速率為$v（Z）=\frac{△c}{△t}=\frac{△n}{V△t}$；
（3）平衡容器內(nèi)混合氣體的平均相對分子質量為$\overline{M}=\frac{{m}_{混}}{n}$，混合氣體的密度為$ρ=\frac{{m}_{混}}{{V}_{容器}}$，結合化學平衡的移動知識解答；
（4）按照（1）中化學反應方程式反應，列出a與c之間的關系求解；
（5）結合常用的加快化學反應速率的方法：升高溫度，增加物質的濃度，壓強變化等，并與勒夏特列原理的知識相結合來解答；
（6）A．改變溫度，濃度等條件可以改變化學反應的限度；
B．升高溫度，無論正逆反應速率，都會加快；
C．化學反應的限度與自身的性質有關；
D．當改變溫度，濃度等條件時，可以改變化學反應限度；
E．增加物質的濃度，可以加快化學反應速率．

解答 解：（1）反應從起始0時刻到2min時達到反應平衡，X消耗了△n（X）=1.0-0.7=0.3mol，Y消耗了△n（Y）=1.0-0.9=0.1mol，生成了Z有△n（Z）=0.2-0=0.2mol，反應方程式的化學計量數(shù)之比就是X、Y、Z的轉化量之比，為3：1：2，化學反應方程式為3X+Y?2Z，
故答案為：3X+Y?2Z；
（2）反應從0時刻開始，到2min時達到反應平衡，Z生成了0.2mol，以Z濃度變化表示的化學反應速率為$\overline{v}（Z）=\frac{△n}{V△t}=\frac{0.2mol}{2L×2min}=0.05mol/（L•min）$，
故答案為：0.05mol/（L•min）；
（3）整個反應都是氣體參加的反應，平衡容器內(nèi)混合氣體的平均相對分子質量為$\overline{M}=\frac{{m}_{混}}{n}$，反應前后，氣體總的物質的量在減小，根據(jù)質量守恒定律，反應前后氣體總質量不變，則混合氣體平均相對分子質量增大；混合氣體的密度為$ρ=\frac{{m}_{混}}{{V}_{容器}}$，反應前后氣體總質量不變，容器為密閉容器，體積不發(fā)生改變，則混合氣體的密度不變．故答案為：增大；不變；
（4）將amolX與bmolY混合氣體發(fā)生反應：3X+Y?2Z，反應到某時刻滿足n（X）=n（Y）=n（Z），設Y的轉化量為cmol，則有關系：a-3c=b-c=2c，解得a=5c，b=3c，則a：b=5：3，故答案為：5：3；
（5）常用的增加化學反應速率的方法有：升高溫度，增加物質的濃度，改變壓強等，
A．恒壓時充入He，相當于對容器內(nèi)物質進行濃度的稀釋，反應速率降低，故A不選；
B．恒容時充入•He，He并不參加化學反應，對恒容容器并沒有影響，對化學反應速率不影響，故B不選；
C．恒容時充入X，X是反應物，相當于增加反應物的濃度，加快化學反應速率，推動平衡向右移動，故C可選；
D．及時分離出Z，減小了生成物濃度，能促使平衡向右移動，但減少物質的濃度，降低了化學反應速率，故D不選；
E．升高溫度，無論是正反應還是逆反應速率，都增加反應速率，故E可選；
F．選擇高效催化劑，增加化學反應速率，縮短到達平衡時所需的時間，但不改變化學平衡的限度，故F可選．
故選C、E、F；
（6）A．升高溫度，可以改變平衡常數(shù)，也改變化學反應限度，故A正確；
B．升高溫度，無論是正逆反應速率，都會增加，故B錯誤；
C．化學反應限度與物質自身和外在因素，如溫度，壓強，濃度等有關，與時間長短無關，故C正確；
D．升高溫度，改變物質的濃度，改變壓強，都可以改變化學反應限度，故D錯誤；
E．增加Y的濃度，正逆反應速率最終都會加快，故E錯誤．
故選A、C．

點評 本題主要考查化學反應速率的計算，影響因素，化學平衡的移動，結合勒夏特列原理分析化學平衡的移動，題目難度不大，是基礎題．