Question

8．某溫度時，在一個容積為2L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣態物質的物質的量隨時間的變化曲線如下面如圖1所示．根據圖中數據，請填寫下列空白：

（1）該反應的平衡常數表達式為K=$\frac{{c}^{2}（Z）}{{c}^{3}（X）•c（Y）}$．
（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）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$\frac{1}{2}$，達到平衡時，容器內溫度將升高（容器不與外界進行熱交換），則該反應的正反應反應熱△H＜0（填“＜”或“＞”或“=”）．
（4）若上述反應在2min后的t₁～t₆內反應速率與反應時間圖象如圖2，在每一時刻均改變一個影響反應速率的因素，則BE
A．在t₁時增大了壓強
B．在t₃時加入了催化劑
C．在t₄時降低了溫度
D．t₂～t₃時反應物的轉化率最高
E．t₀～t₁時反應物的轉化率最高
F．t₃～t₄時反應物的轉化率最高
G．t₅～t₆時反應物的轉化率最高．

Answer 1

分析 （1）根據物質的量變化曲線，可知X、Y物質的量減小，為反應物；反應物沒有完全反應，所以該反應為可逆反應；Z物質的量增加，為生成物，再根據其物質的量變化量之比等于其計量數之比，可寫出化學方程式，然后書寫平衡常數表達式；
（2）根據2min內Z物質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的量之比，可求出開始時氣體的總物質的量和平衡后氣體總物質的量，得到答案；
②體積縮小到原來的0.5倍，則壓強變為原來的2倍，平衡向著氣體體積縮小的方向移動，根據反應方程式可知，平衡向右移動；
（4）根據圖象，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時應為減小壓強，平衡逆向移動，由此分析解答．

解答 解：（1）由圖象可知X、Y為反應物，Z為生成物，X、Y、Z的化學計量數之比等于它們的物質的量變化之比為0.3：0.1：0.2=3：1：2，所以方程式為3X+Y?2Z，所以平衡常數表達式為：K=$\frac{{c}^{2}（Z）}{{c}^{3}（X）•c（Y）}$，故答案為：K=$\frac{{c}^{2}（Z）}{{c}^{3}（X）•c（Y）}$；
（2）v（Z）=$\frac{0.2mol}{2L×2min}$=0.05 mol•L^-1•min^-1．故答案為：0.05 mol•L^-1•min^-1；
（3）①根據圖象中可知，開始時氣體總物質的量為：2mol；平衡后氣體總物質的量為：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根據方程式，減小體積，平衡正向移動，容器內溫度將升高，故該反應為放熱反應．故答案為：＜；
（4）根據圖象，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時應為減小壓強，平衡逆向移動，t₀～t₁時反應物的轉化率最高
，故BE選項正確，故答案為：BE．

點評 該題通過圖象中物質的物質的量的變化，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．