Question

【題目】400 ℃時，某密閉容器中有X、Y、Z三種氣體，從反應開始到達到平衡時各物質濃度的變化如圖甲所示(假定反應向正反應方向進行)。圖乙為相應時刻僅改變反應體系中某一條件后正、逆反應速率隨時間變化的情況。

（1）反應從開始至平衡時v(X)＝________________；A、B、C三點的逆反應速率由大到小的順序為_______________________________________________。

（2）若t3 s時改變的條件是降低壓強，則Z物質的起始濃度是________；400 ℃時該反應的平衡常數為________。

（3）t4 s時改變的條件是________，若該反應具有自發性，則此時平衡向________________(填“正反應方向”或“逆反應方向”)移動。

（4）在圖乙中繪制出t6 s時向容器中加入一定量X后建立新平衡的過程中(壓強保持不變)正、逆反應速率的變化曲線并注明速率類型。____________________

（5）研究表明，該反應經過如下幾個階段：

3X(g)2Q(s)＋P(g) ΔH1 Q(s)===Y(g)＋W(g) ΔH2 P(g)＋2W(g)Z(g) ΔH3

試寫出X、Y、Z間反應的熱化學方程式________________________________________。

Answer 1

【答案】 0.09 mol·L－1·s－1 C>B>A 0.2 mol·L－1 (或3.33) 升高溫度 逆反應方向 3X(g)2Y(g)＋Z(g)　 ΔH＝ΔH1＋2ΔH2＋ΔH3

【解析】試題分析：由甲圖可知，X是反應物，Y是生成物。10s時反應達到平衡，X、Y的變化量分別為0.9mol/L和0.6mol/L，變化量之比為3:2，由圖乙可知，減壓后平衡不發生移動，所以該反應的化學方程式為3X2Y+Z。

（1）反應從開始至平衡時v(X)＝0.09 mol·L－1·s－1；濃度越大化學反應速率越大，所以A、B、C三點的逆反應速率由大到小的順序為C>B>A。

（2）若t3 s時改變的條件是降低壓強，Z的平衡量為0.5mol/L，Z的變化量為0.3mol/L，則Z物質的起始濃度是0.2 mol·L－1；由圖甲可知，X、Y、Z的平衡量分別為0.6mol/L、1.2mol/L、0.5mol/L，所以，400 ℃時該反應的平衡常數為(或3.33)。

（3）t4 s時，正反應速率和逆反應速率都增大且增大的程度不同，所以改變的條件是升高溫度，若該反應具有自發性，由于該反應的△S<0，所以該反應的△H<0，則此時平衡向逆反應方向（吸熱反應方向）移動。

（4）t6 s時向容器中加入一定量X后，因壓強保持不變，故容器體積增大，所以X的濃度增大、Y和Z的濃度減小，正反應速率增大、逆反應速率減小，平衡向正反應方向移動，建立新平衡的過程中正、逆反應速率的變化曲線如下：

（5）研究表明，該反應經過如下幾個階段：①3X(g)2Q(s)＋P(g)　ΔH1 ；②Q(s)===Y(g)＋W(g)　ΔH2 ；③P(g)＋2W(g)Z(g)　ΔH3。由①+②③可得3X(g)2Y(g)＋Z(g)，所以ΔH＝ΔH1＋2ΔH2＋ΔH3， X、Y、Z間反應的熱化學方程式為3X(g)2Y(g)＋Z(g) ΔH＝ΔH1＋2ΔH2＋ΔH3。