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向体积为10L的固定密闭容器中通入3mol X气体,在一定温度下发生如下反应:2X(g)?Y(g)+3Z(g)
(1)经5min后反应达到平衡I,此时测得容器内的压强为起始时的1.2倍,则用Y表示的反应速率为
 
mol/(L?min);
(2)若上述反应在甲、乙、丙、丁四个同样的密闭容器中进行,在同一段时间内测得容器内的反应速率分别为:甲:v(X)=3.5mol/(L?min);乙:v(Y)=2mol/(L?min);丙:v(Z)=4.5mol/(L?min);丁:v(X)=0.075mol/(L?min).若其它条件相同,温度不同,则温度由高到低的顺序是(填序号)
 
;
(3)若向I的平衡体系中充入氮气,则平衡
 
(填“向左”或“向右”或“不”)移动;若将I的平衡体系中部分混合气体移走,则平衡
 
(填“向左”或“向右”或“不”)移动;
(4)若在相同条件下向I的平衡体系中再充入0.5mol X气体,则原平衡I中X的转化率与重新平衡后X的转化率相比较
 
(选填字母).
A.无法确定              B.前者一定大于后者
C.前者一定等于后者    D.前者一定小于后者
(5)若保持温度不变,起始时加入X、Y、Z物质的量分别为a mol、b mol、c mol,达到平衡时各气体体积分数与I平衡相同,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行.则c的取值范围应该为
 
.
考点:化学平衡的计算,化学平衡的影响因素
专题:化学平衡专题
分析:(1)气体压强之比等于物质的量之比,结合化学平衡三段式列式计算Y的生成量,依据化学反应速率概念计算得到的;
(2)依据化学反应速率之比等于化学方程式中计量数之比,把四种情况下的反应速率化为一种物质表示的反应速率减小比较,温度越高反应速率越大;
(3)恒温恒容容器中加入与平衡无关的气体,总压增大,分压不变,平衡不变;反应是气体体积增大的反应,若将I的平衡体系中部分混合气体移走,压强减小,平衡正向进行;
(4)若在相同条件下向I的平衡体系中再充入0.5mol X气体,相当于增大压强,平衡逆向进行,X的转化率减小;
(5)依据极值转化关系,根据等效平衡建立的条件以及极限转化思想来回答;
解答: 解:(1)设X物质的量的变化量是x,则
             2X(g)?Y(g)+3Z(g)
初始物质的量:3       0       0
变化物质的量:x      0.5x    1.5x
平衡物质的量:3-x    0.5x     1.5x
 经5min后达平衡,此时容器内压强为起始时的1.2倍,即
3
3-x+0.5x+1.5x
=
1
1.2
,解得x=0.6mol,所以Y的物质的量变化量是0.3mol,表示的化学反应速率为:
0.3mol
10L
5min
=0.006mol/(L?min);
故答案为:0.006mol/(L?min);
(2)将四个反应速率甲:ν(X)=3.5mol(L?min);乙:ν(Y)=2mol(L?min);丙:ν(Z)=4.5mol(L?min);丁:ν(X)=0.075mol(L?s),都统一到用X表示的反应速率值分别为甲:ν(X)=3.5mol(L?min);乙:ν(X)=4mol(L?min);丙:ν(X)=3mol(L?min);丁:ν(X)=4.5mol(L?min),所以化学反应速率是丁>乙>甲>丙,温度越高,化学反应速率越快,所以温度大小关系是:丁>乙>甲>丙;
故答案为:丁>乙>甲>丙;
(3)若向达到(1)的平衡体系中充入氮气,不会改变各组分的浓度,所以平衡不会移动,若将达到(1)的平衡体系中移走部分混合气体,则体系压强会减小,所以平衡向着气体系数和增大的方向进行,即向着正方向进行,故答案为:不;向右;
(4)若在相同条件下向达到(1)所述平衡体系中再充入0.5molX气体,则体系压强增大,新平衡相当于是在原平衡基础上增大压强,逆向移动建立的,所以平衡后X的转化率减小;
故答案为:B;
(5)若保持温度和压强不变,起始时加入X、Y、Z物质的量分别为amol、bmol、cmol,达平衡时仍与(1)的平衡等效,根据极限转化结构以及等效的条件,需要等比即等效,即        
           2X(g)?Y(g)+3Z(g)
(1)的投料:3mol    0       0   
等效投料:0      1.5mol   4.5mol,
现在投料:a        b         c
等效投料:0       0.5a+b   1.5a+c  
若保持温度和体积不变,起始时加入X、Y、Z物质的量分别为amol、bmol、cmol,达平衡时仍与(1)的平衡等效,则需要建立等同等效,将3molX转化为产物Z的物质的量是4.5mol,所以c的最大值是4.5mol,(1)建立平衡时,z的物质的量是0.9mol,所以要维持化学反应向逆反应方向进行,需要c大于0.9mol,即0.9<c<4.5;
故答案为:0.9<c<4.5.
点评:本题考查学生化学平衡的计算以及等效平衡的建立知识,属于综合知识的考查,综合性强,难度大.
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(填选项).
A.t0~t1   B.t1~t2   C.t2~t3
D.t3~t4     E.t4~t5     F.t5~t6
(2)t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件是(填选项).
A.增大压强  B.减小压强  C.升高温度
D.降低温度  E.加催化剂  F.充入氮气
t1时刻
 
;t3时刻
 
;t4时刻
 
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(填选项).
A.t0~t1  B.t2~t3
C.t3~t4  D.t5~t6
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 高温 
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