《2025年同步练习册人民教育出版社高中化学选择性必修第一册人教版B山东专版》

在2 L密闭容器中进行反应：$mX(g)+nY(g)\xlongequal{}pZ(g)+qQ(g)$，式中$m$、$n$、$p$、$q$为物质的化学计量数。在0～3 min内，各物质的物质的量变化如下表所示。

已知2 min内$v(Q)=0.075mol· L^{-1}· min^{-1}$，$\frac{v(Z)}{v(Y)}=\frac{1}{2}$。
（1）请根据上述内容计算起始时的$n(Y)$和$n(Q)$。
（2）请分析上述内容并得出化学方程式中的化学计量数$m$、$n$、$p$、$q$。计算用Z表示的2 min内的化学反应速率。

答案：
(1)提示 对比X的起始量和2min末的量，可知反应逆向进行。
$\Delta n(Q)=v(Q) · V · \Delta t=0.075\ mol · L^{-1} · min^{-1} × 2\ L × 2\ min = 0.3\ mol$，用“三段式”分析如下：
$mX(g)+nY(g) \rightleftharpoons pZ(g)+qQ(g)$
起始/mol 0.7 $n(Y)$ 1 $n(Q)$
转化/mol $\Delta n(X)$ $\Delta n(Y)$ $\Delta n(Z)$ $\Delta n(Q)$
2min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7
故$\Delta n(X)=0.8\ mol - 0.7\ mol = 0.1\ mol$
$\Delta n(Z)=1\ mol - 0.8\ mol = 0.2\ mol$
$n(Q)=0.3\ mol + 2.7\ mol = 3.0\ mol$
因为$\frac{v(Z)}{v(Y)} = \frac{\Delta n(Z)}{\Delta n(Y)} = \frac{0.2\ mol}{\Delta n(Y)} = \frac{1}{2}$
$\Delta n(Y)=0.4\ mol$
$n(Y)=2.7\ mol - 0.4\ mol = 2.3\ mol$。
(2)提示 $m:n:p:q=\Delta n(X):\Delta n(Y):\Delta n(Z):\Delta n(Q)$：
$\Delta n(Q)=0.1\ mol:0.4\ mol:0.2\ mol:0.3\ mol = 1:4:2:3$。$\frac{v(Q)}{v(Z)} = \frac{3}{2}$，$v(Q)=0.075\ mol · L^{-1} · min^{-1}$，故$v(Z)=0.05\ mol · L^{-1} · min^{-1}$。