Question

（16分）．在2 L密閉容器中進行反應：mX(g)+nY(g)    pZ(g)+qQ(g),式中m、n、p、q為物質系數。在0 min～3 min 內，各物質物質的量的變化如下表所示：

已知2 min內   v(Q)="0.075" mol·L^-1·min^-1,且 v(z)：v(Y)=1:2
(1)試確定以下物質的相關量：起始時n(Y)=________，n(Q)=_________。
(2)方程式中m =______，n =______，p=______，q=_______。
(3)用Z表示2 min內的反應速率_____________。
(4)2 min末Q的轉化率為_____________
(5)試判斷在2 min內v（正）______v（逆）(填“>”、“<”或“=”)，在2 min末～3 min末v（正）_____ v（逆）(填“>”、“<”或“=”)。

Answer 1

（共16分，第2小題每空1分，其余每空2分）
(1)2.3 mol     3 mol     (2)1   4   2    3
(3)0.05 mol·L^-1·min^-1       (4)10%       (5)<    =

試題分析：（1）根據表中數據可知，2min末Z物質的濃度不再發生變化，所以反應到達平衡狀態。根據v(Q)="0.075" mol·L^-1·min^-1可知，Q物質的變化量是0.075 mol·L^-1·min^-1×2L×2min＝0.3mol，所以Q的起始量是0.3mol＋2.7mol＝3.0mol。Z物質的變化量是0.2mol，所以p＝2、q＝3，則n＝4。又因為X的變化量是0.1mol，所以m＝1。生成Y物質的物質的量是0.1mol×4＝0.4mol，所以Y的起始量是2.7mol－0.4mol＝2.3mol。
（2）見（1）中分析
（3）Z物質的變化量是0.2mol，所以用Z表示2 min內的反應速率是＝0.05 mol·L^-1·min^-1。
（4）2 min末Q的轉化率是0.3÷3.0×100％＝10％。
（5）在2 min內該反應沒有達到平衡狀態，但由于是從生成物開始建立平衡的，所以v（正）小于v（逆）。2min時反應達到平衡狀態，所以v（正）等于v（逆）。
點評：在進行反應速率的有關計算時，必須要利用反應速率之比是相應的化學計量數之比這一關系式進行有關的計算和判斷。