Question

(9分)某温度时，在2  L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z，它们的物质的量随时间的变化如下表所示。

(1)根据下表中数据，在下图中画出X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线：

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

(2)体系中发生反应的化学方程式是___________________________________________；

(3)列式计算该反应在0～3 min时间内产物Z的平均反应速率：___________________；

(4)该反应达到平衡时反应物X的转化率α等于                     ；

 (5)如果该反应是放热反应。改变实验条件(温度、压强、催化剂)得到Z随时间变化的曲线1、2、3(如下图所示)则曲线1、2、3所对应的实验条件改变分别是：1______________，2______________，3______________。

Answer

(1)    (2)X＋2Y2Z

(3)＝0.083 mol·L－1·min－1   (4)45%  (5)升高温度 加入催化剂 增大压强

【解析】本题考查化学反应速率和化学平衡的综合运用，图像识别和有关计算。

（1）根据题目中表格给出的数据，在坐标系中找出相应的点，然后用光滑的曲线描点即可。

（2）考查可逆反应的有关计算，一般采用三段式计算，即

           aX   +  bYcZ

起始量（mol）  1.00     1.00       0

转化量（mol）  0.45     0.9       0.9

平衡量（mol)   0.55     0.1       0.9

根据各物质的物质的量的变化量之比是相应的化学计量数之比可知，体系中发生反应的化学方程式是： X+2Y2Z。

（3）根据图像可知在3min时，生成物Z的物质的量为0.5mol，其平均速率为

0.083mol/L·min。

（4）平衡时X的物质的量是0.55mol，消耗X是0.45mol，所以X的转化率等于0.45mol÷1.00mol×100％＝45％。

（5）由题目所给图象可知，在1中，平衡时Z的物质的量小于原平衡的物质的量，说明平衡逆向移动，条件为升高温度；在2中，平衡时Z的物质的量与原平衡相同，且速率加快，条件为加入催化剂；在3中，平衡正向移动，且速率加快，条件为加压。