Question

一定温度下，在三个体积均为2.0L的恒容密闭容器中分别加入一定量的X，发生反应：pX(g)Y(g)+Z(g)，相关数据如下表所示：

容器编号	温度(℃)	起始物质的量(mol)	平衡物质的量(mol)
X(g)	Y(g)	Z(g)
Ⅰ	387	0.20	0.080	0.080
Ⅱ	387	0.40	0.160	0.160
Ⅲ	T	0.20	0.090	0.090

回答下列问题：

(1)若容器Ⅰ中反应经10min达到平衡，则前10min内Y的平均反应速率v(Y)=_____。容器Ⅰ和容器Ⅱ中起始时X的反应速率v(X)_Ⅰ______v(X)_Ⅱ(填“大于”“小于”或“等于”)。

(2)已知该正反应为放热反应，则T______387(填“大于”或“小于”)。

(3)反应方程式中X的化学计量数p的取值为______，容器Ⅱ中X的平衡转化率为____。若起始时向容器Ⅰ中充入0.1molX、0.15molY和0.10molZ，则反应将向______ (填“正”或“逆”)反应方向进行，判断理由是________________。

Answer

0.0040mol/(L·min) 小于 小于 2 80% 正 根据容器Ⅰ中数据可计算得到387℃该反应的平衡常数为4， = 1.5<4，所以反应向正反应方向进行

【解析】

(1)容器I中v(Y)==0.0040mol/(L·min)；容器I和容器II温度相同，容器II中X的起始浓度为容器I中的两倍，则起始反应速率v(X)I小于v(X)II；

(2)该反应的正反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动；容器I和容器III起始投料相同，但平衡时各物质的物质量不同，所以容器I和容器III温度不同，X起始物质的量相同，平衡时容器III中Y、Z物质的量大于容器I中，容器III相对于容器I平衡向正反应方向移动，则T小于387；

(3)容器II和容器I温度相同，容器II中X起始物质的量为容器I中的两倍，容器II相当于在容器I基础上将体积缩小为原来的一半，平衡时容器II中Y、Z物质的量为容器I中的两倍，说明增大压强平衡不移动，则p=1+1=2；

反应的方程式为2X(g)Y(g)+Z(g)，则容器II生成0.160molY时消耗0.320molX，容器II中X的平衡转化率为100%=80%；

容器I中生成0.080molY消耗0.160molX，容器I平衡时X、Y、Z物质的量依次为0.04mol、0.08mol、0.08mol，容器体积为2.0L，则平衡时X、Y、Z物质的量浓度依次为0.02mol/L、0.04mol/L、0.04mol/L，所以387℃时反应的化学平衡常数K==4，改变投料后的浓度商为=1.5<4，所以反应向正反应方向进行。