Question

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和W，它们的物质的量随时间的变化如下表所示。

t/min	X/mol	Y/mol	Z/mol	W/mol
0	2.00	1.00	0.00	0.00
1	1.80	0.80	0.20	0.10
3	1.50	0.50	0.50	0.25
5	1.30	0.30	0.70	0.35
9	1.10	0.10	0.90	0.45
10	1.10	0.10	0.90	0.45
14	1.10	0.10	0.90	0.45

（1）体系中发生反应的化学方程式是____________；

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

（3）该反应达到平衡时反应物Y的转化率α等于_________________________；

（4）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所对应改变的实验条件分别是：

①________；②________；③________。

Answer

（1）2X＋2Y2Z+W （2）0.25mol/(2L×3min)≈0.0417 mol/(L·min) [或0.042 mol/(L·min) ]（3）90% （4）①升高温度 ②加入催化剂 ③增大压强

【解析】

试题分析：（1）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，0~1分钟物质的量变化值为2.00-1.80=0.20摩尔，Y的物质的量减小，应为反应物，0~1分钟变化值为1.00-0.80=0.20摩尔，Z的物质的量增多，应为生成物，物质的量变化值为0.20摩尔，W的物质的量增加，为生成物，变化值为0.10摩尔，9分钟后各物质的物质的量不再变化，且反应物不为0，说明反应为可逆反应，根据物质的量变化与化学计量数的关系分析，方程式为2X＋2Y2Z+W。（2）0~3分钟内，W的物质的量变化为0.25摩尔，则其反应速率为0.25mol/(2L×3min)≈0.0417 mol/(L·min) [或0.042 mol/(L·min) ]。（3）到平衡时Y反应的物质的量为1.00-0.10=0.90摩尔，则其转化率为0.90/1.00=90%。（4）①改变条件后，Z的量到平衡时为0.6摩尔，且在2分钟到平衡，说明反应速率加快，且平衡正向移动，结合反应分析，条件为升高温度。②改变条件后，到平衡的时间变为1分钟，但平衡时Z的物质的量仍为0.90摩尔，说明改变条件反应速率加快，但不影响平衡，说明条件为加入催化剂。③改变条件，到平衡的时间变为7分钟，平衡时Z的物质的量为0.95摩尔，则改变条件反应速率加快，但速率变化不大，平衡正向移动，则条件为增大压强。

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线，化学平衡移动的影响因素