Question

18．如圖1所示，K₁固定不動(dòng)，K₂可自由移動(dòng)，A、B兩個(gè)容器中均發(fā)生反應(yīng)：X（g）+3Y（g）?2Z（g）△H=-92kJ•mol^-1．若向A、B中都通入xmolX和ymolY的混合氣體，且初始A、B容積相同，假設(shè)整個(gè)過程中A、B均保持溫度不變．請(qǐng)回答：

（1）若x=1，y=3，起始容積均為1L，在某溫度下，5min后A中達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，測(cè)得X還剩0.2mol，則5min內(nèi)Y的反應(yīng)速率0.24mol/（L．min）；
（2）若x：y=1：2，則平衡時(shí)，A容器中的轉(zhuǎn)化率：X＜Y（請(qǐng)?zhí)睢埃尽保�“＜”，�?”）；
（3）若x=1，y=3，某溫度下，當(dāng)B中放出熱量78.2kJ時(shí)，則B中X的轉(zhuǎn)化率為85%；
（4）若A起始容積為2L，x=0.20mol，y=0.60mol，反應(yīng)中Z的物質(zhì)的量濃度的變化情況如圖2所示，且在第5分鐘時(shí)移動(dòng)K₁使A容器的體積瞬間縮小一半后，若在第7分鐘時(shí)達(dá)到新的平衡（此時(shí)Z的濃度約為0.25mol•L^-1），請(qǐng)?jiān)趫D中畫出第5分鐘后Z濃度的變化曲線．

Answer 1

分析 （1）△n（X）=1mol-0.2mol=0.8mol，則△n（Y）=3△n（X）=2.4mol，再根據(jù)v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$計(jì)算v（Y）；
（2）X與Y按物質(zhì)的量之比1：3反應(yīng)，若二者起始物質(zhì)的量為1：3，平衡時(shí)二者轉(zhuǎn)化率相等，現(xiàn)在X、Y起始物質(zhì)的量為1：2，等效為X與Y起始物質(zhì)的量之比1：3到達(dá)平衡的基礎(chǔ)上再加入X，平衡正向移動(dòng)，X的轉(zhuǎn)化率減小、Y的轉(zhuǎn)化率增大；
（3）根據(jù)放出的熱量計(jì)算消耗X的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算X的轉(zhuǎn)化率；
（4）由圖可知，平衡時(shí)Z的濃度為0.1mol/L，在第5分鐘時(shí)移動(dòng)K₁使A容器的體積瞬間縮小一半后，瞬間Z的濃度變?yōu)?.2mol/L，壓強(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，在第7分鐘時(shí)達(dá)到新的平衡Z的濃度約為0.25mol•L^-1．

解答 解：（1）△n（X）=1mol-0.2mol=0.8mol，則△n（Y）=3△n（X）=2.4mol，則v（Y）=$\frac{\frac{2.4mol}{2L}}{5min}$=0.24mol/（L．min），故答案為：0.24mol/（L．min）；
（2）X與Y按物質(zhì)的量之比1：3反應(yīng)，若二者起始物質(zhì)的量為1：3，平衡時(shí)二者轉(zhuǎn)化率相等，現(xiàn)在X、Y起始物質(zhì)的量為1：2，等效為X與Y起始物質(zhì)的量之比1：3到達(dá)平衡的基礎(chǔ)上再加入X，平衡正向移動(dòng)，X的轉(zhuǎn)化率減小、Y的轉(zhuǎn)化率增大，則平衡時(shí)A容器中的轉(zhuǎn)化率X＜Y，故答案為：＜；
（3）當(dāng)B中放出熱量78.2kJ時(shí)，則消耗的X的物質(zhì)的量為$\frac{78.2kJ}{92kJ/mol}$=0.85mol，則X的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.85mol}{1mol}$×100%=85%，故答案為：85%；
（4）由圖可知，平衡時(shí)Z的濃度為0.1mol/L，在第5分鐘時(shí)移動(dòng)K₁使A容器的體積瞬間縮小一半后，瞬間Z的濃度變?yōu)?.2mol/L，壓強(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，在第7分鐘時(shí)達(dá)到新的平衡Z的濃度約為0.25mol•L^-1，第5分鐘后Z濃度的變化曲線為，
故答案為：．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算與影響因素、反應(yīng)速率計(jì)算等，（2）注意利用等效思想進(jìn)行分析解答，難度中等．