Question

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

tmin	Xmol	Ymol	Zmol
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）體系中發(fā)生反應的化學方程式是

X+2Y2Z

；
（2）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?min）

；
（3）該反應達到平衡時反應物X的轉化率α等于

45%

；
（4）對于上述反應在維持其他條件不變的情況下只改變一種實驗條件（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

．該反應的△H

＜

0（填“＞”、“＜”或“=”），判斷理由是：

曲線1表示升高溫度Z平衡時物質的量減小，平衡逆向移動，
因此正反應為放熱反應則有△H＜0

．

Answer 1

分析：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，故反應方程式為X+2Y?2Z．
（1）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；
（2）依據化學反應速率=

△c

△t

，結合圖表數據計算；
（3）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；
（4）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；
（2）0-3min內Z的反應速率=

△c

△t

=

0.5mol  2L

3min

=0.083mol/（L?min），故答案為：0.083mol/（L?min）；
（3）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=

1.0mol-0.55mol

1.0mol

×100%=45%，故答案為：45%；
（4）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，反應到達平衡的時間變短，速率加快，說明改變的條件能加快反應速率，而且Z的物質的量為減小為0.6，Z的物質的量減小，故平衡向逆反應移動，不能是加催化劑或增大壓強，只能是升高溫度；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；升高溫度平衡向逆反應移動，說明正反應為放熱反應，即△H＜0，
故答案為：升高溫度；加入合適催化劑；增大壓強；＜；曲線1表示升高溫度Z平衡時物質的量減小，平衡逆向移動，因此正反應為放熱反應則有△H＜0．

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，反應速率計算應用等，難度中等．