Question

某溫度時，在2L密閉容器中氣態物質X和Y反應生成氣態物質Z，它們的物質的量隨時間的變化如表所示．

t/min	X/mol	Y/mol	Z/mol
0	1.00	1.00	0.00
1	0.90	0.80	0.20
3	0.75	0.50	0.50
5	0.65	0.30	0.70
9	0.55	0.10	0.90
10	0.55	0.10	0.90
14	0.55	0.10	0.90

（1）根據左表中數據，在圖1中畫出X、Y、Z的物質的量（n）隨時間（t）變化的曲線：

（2）體系中發生反應的化學方程式是

X+2Y?2Z

；
（3）列式計算該反應在0-3min時間內產物Z的平均反應速率：

0.083mol?L^-1?min^-1

；
（4）該反應達到平衡時反應物X的轉化率α等于

45%

；
（5）如果該反應是放熱反應．改變實驗條件（溫度、壓強、催化劑）得到Z隨時間變化的曲線①、②、③（如圖2所示）則曲線①、②、③所對應的實驗條件改變分別是：①

升高溫度

　②

加入催化劑

　③

增大壓強

．

Answer 1

分析：（1）根據X、Z的物質的量（n）隨時間（t）變化畫出變化曲線；
（2）由表中數據可知，X、Y為反應物，Z為生成物，1min時△n（X）=1mol-0.9mol=0.1mol，△n（Y）=1mol-0.8mol=0.2mol，△n（Z）=0.2mol，9min后各物質的物質的量不再變化，且反應物不為0，故為可逆反應，物質的量變化量之比等于化學計量數之比，根據物質的量的變化與化學計量數呈正比書寫化學方程式；
（3）依據化學反應速率=

△c

△t

，結合圖表數據計算；
（4）依據圖表數據分析當反應進行到9min時反應已達到平衡，轉化率等于消耗量除以原來起始量；
（5）根據平衡是Z的物質的量的變化，結合反應正反應為放熱反應，且為氣體體積增大的反應．分析平衡的移動，進而判斷改變的條件．

解答：解：（1）由表中數據可知，X、Y為反應物，Z為生成物，1min時△n（X）=1mol-0.9mol=0.1mol，△n（Y）=1mol-0.8mol=0.2mol，△n（Z）=0.2mol，所以X、Y、Z在相同時間內的變化量之比為1：2：2，9min后各物質的物質的量不再變化，平衡時X、Y、Z的物質的量分別為：0.55mol、0.1mol、0.9mol．
橫坐標為時間，從坐標為X、Z的物質的量（n），根據表中數據可畫出曲線為：，
故答案為：；
（2）由表中數據看出反應從開始到平衡，X的物質的量減小，應為反應物，0～1min物質的量變化值為1.00mol-0.90mol=0.10mol，Y的物質的量減小，應為反應物，0～1min物質的量變化值為1.00mol-0.80mol=0.20mol，Z的物質的量增多，應為是生成物，物質的量的變化值為0.20mol，9min后各物質的物質的量不再變化，且反應物不為0，故為可逆反應，根據物質的量的變化與化學計量數呈正比，則n（X）：n（Y）：n（Z）=0.10mol：0.20mol：0.20mol=1：2：2，反應方程式為X+2Y?2Z，
故答案為：X+2Y?2Z；
（3）0-3min內Z的反應速率=

△c

△t

=

0.5mol 2L

3min

=0.083mol?L^-1?min^-1，故答案為：0.083mol?L^-1?min^-1；
（4）由圖表數據可知反應到9min，反應達到平衡，反應達到平衡時反應物X的轉化率α=

1mol-0.55mol

1mol

×100%=45%，故答案為：45%；
（5）該可逆反應正反應為放熱反應，且為氣體體積增大的反應．
由表中數據可知，平衡時Z的物質的量為0.9mol，由圖2可知曲線①平衡后，Z的物質的量為0.6，Z的物質的量減小，故平衡向逆反應移動，應是升高溫度；曲線②平衡后，Z的物質的量為0.9mol，Z的物質的量未變，應是使用催化劑；曲線③平衡后，Z的物質的量為0.95mol，Z的物質的量增大，應是增大壓強，
故答案為：升高溫度；加入催化劑；增大壓強．

點評：本題考查化學平衡移動、外界條件對平衡的影響、化學平衡圖象及作圖能力，反應速率計算應用等，難度中等，（1）中作圖注意起點、平衡時各物質的物質的量以及X、Y、Z在相同時間內的變化量關系．