Question

某温度时，在2L的密闭容器中，X、Y、Z(均为气体)三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。

(1)由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为____________________

(2)反应从开始至2min，用Z的浓度变化表示的平均反应速率为v(Z)＝__________________。

(3)2min反应达平衡容器内混合气体的总压强比起始时________(填“增大”“减小”或“不变”)；混合气体密度比起始时________(填“增大”“减小”或“不变”)。

(4)下列措施能加快反应速率的是________。

A．恒压时充入He    B．恒容时充入He

C．恒容时充入X    D．及时分离出Z

E．升高温度F．选择高效的催化剂

Answer

3X＋Y⇌2Z 0.05mol·L－1·min－1 减小 不变 CEF

【解析】

X、Y的物质的量随时间的变化在减小，Z的物质的量随时间的变化在增加，故X、Y是反应物，Z是生成物，根据变化的物质的量之比等于化学计量数之比可以得到反应的化学方程式。根据计算出Z的速率。根据化学方程式确定平衡容器内混合气体的压强变化，根据密度公式计算。从影响化学反应的速率因素考虑，据此分析。

(1)X、Y的起始物质的量均为1mol，随着时间的变化，物质的量在减小，为反应物，Z的起始物质的量为0，为生成物，2分钟后，X、Y、Z的物质的量不再发生变化，达到平衡状态，平衡时，X、Y、Z的物质的量分别为0.7mol、0.9mol、0.2mol， X、Y、Z的变化的物质的量分别为0.3mol、0.1mol、0.2mol，变化的物质的量之比等于化学计量数之比，可以得到化学反应方程式为：3X＋Y⇌2Z；

(2)反应从开始至2min，容器的体积为2L，用Z的浓度变化表示的平均反应速率为；

(3)根据反应方程式：3X＋Y⇌2Z，X、Y、Z均为气体，X、Y的起始物质的量均为1mol，起始气体的总物质的量为2mol，由图中数据可知，平衡时气体的总物质的量为0.7mol+0.9mol+0.2mol=1.8mol，在相同情况下，气体的压强之比等于物质的量之比，故2min反应达平衡时，容器内混合气体的总压强比起始时减小；从开始到平衡，质量是守恒的，体积是不变的，所以密度始终不变；

(4) A．恒压时充入He，体系分压减小，反应速率减小，故A错误；     

B．恒容时充入He，不影响体系压强和浓度，反应速率不变，故B错误；

C．恒容时充入X，X的浓度增大，反应速率加快，故C正确；      

D．及时分离出Z，浓度不增加，压强减小，平衡右移，反应速率不加快，故D错误；

E．升高温度，任何化学反应速率加快，故E正确；          

F．选择高效的催化剂，反应速率加快，故F正确；

故答案为：CEF；