Question

某温度时，在2L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表所示。

（1）根据左表中数据，在右图中画出X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线：

t/S	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0-3S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(如右图所示)则曲线①、②、③所对应的实验条件改变分别是：①_________②________③_______ _。

Answer

（1）如图

（2）X+2Y2Z（3）0.50mol / (2L×3S)=0.083 mol / (L·S)

（4）45%（5）升高温度 加入催化剂 增大压强

【解析】

试题分析：（1）由表中数据可知，X、Y为反应物，Z为生成物，1min时△n(X)=1mol-0.9mol=0.1mol，△n(Y)=1mol-0.8mol=0.2mol，△n(Z)=0.2mol，所以X、Y、Z在相同时间内的变化量之比为1：2：2，9min后各物质的物质的量不再变化，平衡时X、Y、Z的物质的量分别为：0.55mol、0.1mol、0.9mol。横坐标为时间，从坐标为X、Z的物质的量(n)，根据表中数据可画出曲线为：

（2）由表中数据看出反应从开始到平衡，X的物质的量减小，应为反应物，0～1min物质的量变化值为1.00mol-0.90mol=0.10mol，Y的物质的量减小，应为反应物，0～1min物质的量变化值为1.00mol-0.80mol=0.20mol，Z的物质的量增多，应为是生成物，物质的量的变化值为0.20mol，9min后各物质的物质的量不再变化，且反应物不为0，故为可逆反应，根据物质的量的变化与化学计量数呈正比，则n(X)：n(Y)：n(Z)=0.10mol：0.20mol：0.20mol=1：2：2，反应方程式为X+2Y2Z，故答案为：X+2Y2Z；

（3）0-3min内Z的反应速率===0.083mol/(L•min)，故答案为：0.083mol/(L•min)；

（4）由图表数据可知反应到9min，反应达到平衡，反应达到平衡时反应物X的转化率α=×100%=45%，故答案为：45%；

（5）该可逆反应正反应为放热反应，且为气体体积增大的反应。由表中数据可知，平衡时Z的物质的量为0.9mol，由图2可知曲线①平衡后，反应到达平衡的时间变短，速率加快，说明改变的条件能加快反应速率，而且Z的物质的量为减小为0.6，Z的物质的量减小，故平衡向逆反应移动，不能是加催化剂或增大压强，只能是升高温度；曲线②平衡后，Z的物质的量为0.9mol，Z的物质的量未变，应是使用催化剂；曲线③平衡后，Z的物质的量为0.95mol，Z的物质的量增大，应是增大压强；升高温度平衡向逆反应移动，说明正反应为放热反应，即△H＜0，故答案为：升高温度；加入合适催化剂；增大压强；＜；曲线1表示升高温度Z平衡时物质的量减小，平衡逆向移动，因此正反应为放热反应则有△H＜0。

考点：考查了化学平衡移动、外界条件对平衡的影响、化学平衡图象，反应速率计算应用等相关知识。