Question

7．某溫度時，在2L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示．
（1）由圖中所給數據進行分析，該反應的化學方程式為Y+3X?2Z．
（2）反應從開始至2分鐘末，用Z的濃度變化表示的平均反應速率為0.05mol/（L．min）．
（3）原混合氣體與平衡混合氣體的總物質的量之比（寫最簡整數比，下同），n_始：n_平=10：9．
（4）達到平衡時，X和Y的轉化率之比，α（X）：α（Y）=3：1．
（5）平衡時，Z的體積分數為11.1%（保留兩位有效數字）．
（6）反應達到平衡后，下列措施能加快化學反應速率的有ABC（填序號，多選或少選無分）．
A．增大反應物的濃度     B．升高溫度     C．使用正催化劑
（7）下列敘述能說明上述反應達到平衡狀態(tài)的是BE（填序號，多選或少選無分）．
A．X、Y、Z的物質的量之比為3：1：2
B．混合氣體的壓強不隨時間的變化而變化
C．單位時間內每消耗3mol X，同時生成2mol Z
D．混合氣體的總質量不隨時間的變化而變化
E．混合氣體的總物質的量不隨時間的變化而變．

Answer 1

分析 （1）判斷出反應物和生成物，根據物質的量變化之比等于化學劑量數之比確定反應的化學方程式；
（2）根據v=$\frac{△c}{△t}$計算反應速率；
（3）在相同溫度下，依據圖象計算起始氣體物質的量和平衡狀態(tài)氣體物質的量，得到原混合氣體與平衡混合氣體的總物質的量之比；
（4）轉化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%；
（5）反應達平衡時，氣體的總物質的量為：0.9mol+0.7mol+0.2mol=1.8mol，Z物質的量0.2mol，計算平衡時Z的體積分數；
（6）根據影響化學反應速率的影響條件分析，改變條件平衡向減弱這種改變的方向進行；
（7）根據化學平衡狀態(tài)的特征解答，當反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應的進行發(fā)生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態(tài)．

解答 解：（1）在反應中，X、Y的物質的量逐漸減小，Z的物質的量逐漸增大，則X、Y為反應物，Z為生成物，相同時間內物質的量的變化比值為：c（Y）：c（X）：c（Z）=（1.0-0.9）：（1.0-0.7）：0.2=1：3：2，化學反應中物質的量變化之比等于化學劑量數之比，則化學方程式為Y+3X?2Z，
故答案為：Y+3X?2Z；
（2）反應開始至2min，氣體Z的平均反應速率為v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{2min}$=0.05mol/（L．min），故答案為：0.05mol/（L．min）；
（3）反應達平衡時，氣體的總物質的量為：0.9mol+0.7mol+0.2mol=1.8mol，
起始時氣體的總物質的量為：1.0mol+1.0mol=2.0mol，
原混合氣體與平衡混合氣體的總物質的量之比=2.0：1.8=10：9，
故答案為：10：9；
（4）X轉化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%=$\frac{1.0mol-0.7mol}{1.0mol}$×100%=30%
Y轉化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%=$\frac{1.0mol-0.9mol}{1.0mol}$×100%=10%
達到平衡時，X和Y的轉化率之比，α（X）：α（Y）=30%：10%=3：1，
故答案為：3：1；
（5）反應達平衡時，氣體的總物質的量為：0.9mol+0.7mol+0.2mol=1.8mol，Z物質的量0.2mol，平衡時，Z的體積分數=$\frac{0.2mol}{1.8mol}$×100%=11.1%，
故答案為：11.1%；
（6）2min末達到化學平衡狀態(tài)；增大反應物的濃度、升高溫度、使用正催化劑都可以加快化學反應速率，故答案為：ABC；
（7）A、物質的量之比為1：3：2，而不是量之比不變，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B、反應前后氣體體積分數變化，混合氣體的壓強不隨時間的變化而變化，三者的濃度不再變化，達到了平衡，故B正確；
C、單位時間內生成2mol Z，則要消耗3mol X，未體現正與逆的關系，不能說明是否達到平衡，故C錯誤；
D．反應前后氣體質量始終不變，混合氣體的總質量不隨時間的變化而變化，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故D錯誤；
E．反應前后氣體物質的量分數改變，當混合氣體的總物質的量不隨時間的變化而變，說明反應達到平衡狀態(tài)，故E正確；
故選BE．

點評 本題考查了化學平衡影響因素分析，平衡計算應用，該題通過圖象中物質的物質的量的變化，來考查化學平衡的移動、化學反應速率計算，綜合考查學生對知識的綜合應用能力，題目難度中等．