Question

11．（1）某溫度下，在一密閉容器中，X、Y、Z   三種氣體的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示．分析有關數據，寫出X、Y、Z反應的化學方程式X+3Y2Z．
（2）下列情況可以證明（1）中的反應已達到平衡狀態的是BCD（填序號）．
A．物質的量濃度：c（X）=c（Y）=c（Z）
B．溫度和體積一定時，某一生成物濃度不再變化
C．溫度和體積一定時，容器內的壓強不再變化
D．溫度和體積一定時，混合氣體的平均相對分子質量不再變化
（3）某溫度下，在另一體積為2L的密閉容器中充入2mol X和3mol Y，然后按（1）中的化學方程式進行反應，當達到化學平衡時，測得Z的物質的量的百分含量為25%，則平衡時X的物質的量濃度為0.75mol/L．

Answer 1

分析 （1）由圖象可知，反應中X、Y的物質的量減少，應為反應物，Z的物質的量增多，應為生成物，當反應進行到2min時，X、Y的物質的量不變且不為0，屬于可逆反應，△n（Y）=0.3mol，△n（X）=0.1mol，△n（Z）=0.2mol，參加反應的物質的物質的量之比等于化學計量數之比；
（2）可逆反應到達平衡時，同種物質的正逆速率相等，各組分的濃度、物質的量、含量保持不變，右側衍生的其它一些物理量不變，判斷平衡的物理量應隨反應進行發生變化，該物理量由變化到不變化，說明到達平衡；
（3）設消耗的X為nmol，表示出平衡時各組分物質的量，再根據Z的含量列方程計算解答．

解答 解（1）由圖象可知，反應中X、Y的物質的量減少，應為反應物，Z的物質的量增多，應為生成物，當反應進行到2min時，X、Y的物質的量不變且不為0，屬于可逆反應，△n（Y）=0.3mol，△n（X）=0.1mol，△n（Z）=0.2mol，則△n（Y）：△n（X）：△n（Z）=3：1：2，參加反應的物質的物質的量之比等于化學計量數之比，則反應的方程式為：X+3Y2Z，
故答案為：X+3Y2Z；
（2）A．X、Y的起始物質的量相等，二者按1：3反應，平衡時二者物質的量濃度一定不相等，故A錯誤；
B．溫度和體積一定時，生成物濃度不再變化，說明到達平衡，故B正確；
C．隨反應進行混合氣體總物質的量減小，溫度和體積一定時，隨反應進行壓強減小，若容器內的壓強不再變化，說明到達平衡，故C正確；
D．混合氣體總質量不變，隨反應進行混合氣體總物質的量減小，混合氣體的平均相對分子質量增大，若混合氣體的平均相對分子質量不再變化，說明到達平衡，故D正確，
故選：BCD；
（3）設消耗的X為nmol，則：
            X（g）+3Y（g）2Z（g）
起始量（mol）：2     3           0
變化量（mol）：n     3n          2n
平衡量（mol）：2-n   3-3n        2n
所以$\frac{2n}{5-2n}$=25%，解得n=0.5，則平衡時X的物質的量濃度為$\frac{（2-0.5）mol}{2L}$=0.75mol/L，
故答案為：0.75mol/L．

點評 本題考查化學平衡計算、平衡狀態判斷等，難度不大，注意判斷平衡的物理量應隨反應進行發生變化，該物理量由變化到不變化說明到達平衡．