Question

4．某溫度時(shí)，在2L密閉容器中，X、Y、Z三種氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示．由圖中數(shù)據(jù)分析：
（1）該反應(yīng)的化學(xué)方程式：Y+2Z?3X；
（2）該反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)Y的濃度：0.5mol/L；
（3）反應(yīng)開(kāi)始至2min末，Z的反應(yīng)速率為0.1mol/（L•min）；
（4）下列方法中可以證明上述可逆反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是A．
①溫度和體積一定時(shí)，X的體積分?jǐn)?shù)不再變化
②溫度和體積一定時(shí)，容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化，
③溫度和體積一定時(shí)，混合氣體的密度不再變化．
④溫度一定時(shí)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)參加反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比書(shū)寫化學(xué)方程式；
（2）各組分的物質(zhì)的量不變的狀態(tài)為平衡狀態(tài)，所以3分鐘時(shí)達(dá)平衡狀態(tài)，此時(shí)Y的物質(zhì)的量為1mol，根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計(jì)算；
（3）已知2min末x的物質(zhì)的量，根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算x的速率，速率之比等于對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比；
（4）①溫度和體積一定時(shí)，X的體積分?jǐn)?shù)不再變化，說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等；
②溫度和體積一定時(shí)，因?yàn)閮蛇厷怏w的計(jì)量數(shù)相等，所以容器內(nèi)壓強(qiáng)始終不變化；
③溫度和體積一定時(shí)，混合氣體的密度始終不變；
④因?yàn)閮蛇叺挠?jì)量數(shù)相等，所以溫度一定時(shí)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量一直不變．

解答 解：（1）由圖象可以看出，反應(yīng)中Z、Y的物質(zhì)的量減少，應(yīng)為反應(yīng)物，X的物質(zhì)的量增多，應(yīng)為生成物，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到3min時(shí)，△n（Y）=0.2mol，△n（Z）=0.4mol，△n（X）=0.6mol，則△n（Y）：△n（Z）：△n（X）=1：2：3，參加反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則反應(yīng)的方程式為：Y+2Z?3X，
故答案為：Y+2Z?3X；
（2）各組分的物質(zhì)的量不變的狀態(tài)為平衡狀態(tài)，所以3分鐘時(shí)達(dá)平衡狀態(tài)，此時(shí)Y的物質(zhì)的量為1mol，所以c=$\frac{n}{V}$=$\frac{1mol}{2L}$=0.5mol/L，故答案為：0.5mol/L；
（3）反應(yīng)開(kāi)始至2min末，X的反應(yīng)速率為：v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.4mol}{3L}}{2min}$=0.067mol/（L•min），所以V（z）=$\frac{2}{3}$V（X）=$\frac{3}{2}×0.067mol/（L•min）$=0.1mol/（L•min），
故答案為：0.1mol/（L•min）；
（4）①溫度和體積一定時(shí)，X的體積分?jǐn)?shù)不再變化，說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)平衡狀態(tài)，故正確；
②溫度和體積一定時(shí)，因?yàn)閮蛇厷怏w的計(jì)量數(shù)相等，所以容器內(nèi)壓強(qiáng)始終不變化，所以不能作平衡狀態(tài)的標(biāo)志，故錯(cuò)誤；
③溫度和體積一定時(shí)，混合氣體的密度始終不變，所以不能作平衡狀態(tài)的標(biāo)志，故錯(cuò)誤；
④因?yàn)閮蛇叺挠?jì)量數(shù)相等，所以溫度一定時(shí)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量一直不變，所以不能作平衡狀態(tài)的標(biāo)志，故錯(cuò)誤；
故選A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡圖象問(wèn)題，題目難度不大，注意化學(xué)方程式的確定以及化學(xué)平衡狀態(tài)的特征．