Question

20．某溫度時，在容積為2L的密閉容器中，X、Y、Z三種物質的物質的量隨時間變化的曲線如圖所示，由圖中數據分析：
（1）該反應的化學方程式為Y+2Z?3X．
（2）反應開始至2min末，X的反應速率為0.1mol/（L•min）．
（3）該反應是由正逆反應同時開始的．（填“正反應”“逆反應”“正、逆反應同時”）
（4）若增加Y的用量，化學反應速率不變化，則Y為固體或純液態．
（5）在一個體積不變的密閉容器中發生可逆反應：A（s）+2B（g）?C（g）+D（g），在恒溫下，當下列物理量不再變化時，表明上述可逆反應已達到平衡狀態的是②．
①混合氣體的壓強    ②混合氣體的密度   ③混合氣體的體積   ④氣體的總物質的量．

Answer 1

分析 （1）隨著反應的進行，Y、Z的物質的量減少而X的物質的量增多，說明Y、Z是反應物而X是生成物，3min時反應達到平衡狀態，參加反應的n（Y）=（1.2-1.0）mol=0.2mol、n（Z）=（2.0-1.6）mol=0.4mol、n（X）=（1.0-0.4）mol=0.6mol，同一可逆反應中同一時間段內參加反應的各物質的物質的量之比等于其計量數之比，據此確定方程式；
（2）反應開始至2min末，X的反應速率=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$；
（3）根據圖知，0min時反應物和生成物都含有，所以正逆反應都有；
（4）增加固體或純液體不改變平衡移動；
（5）可逆反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，反應體系中各物質的物質的量不變、物質的量濃度不變、百分含量不變以及由此引起的一系列物理量不變．

解答 解：（1）隨著反應的進行，Y、Z的物質的量減少而X的物質的量增多，說明Y、Z是反應物而X是生成物，3min時反應達到平衡狀態，參加反應的n（Y）=（1.2-1.0）mol=0.2mol、n（Z）=（2.0-1.6）mol=0.4mol、n（X）=（1.0-0.4）mol=0.6mol，同一可逆反應中同一時間段內參加反應的各物質的物質的量之比等于其計量數之比，所以Y、Z、X的計量數之比=0.2mol：0.4mol：0.6mol=1：2：3，所以該反應方程式為Y+2Z?3X，
故答案為：Y+2Z?3X；
（2）反應開始至2min末，X的反應速率=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{（0.8-0.4）mol}{2L}}{2min}$=0.1 mol/（L•min），
故答案為：0.1 mol/（L•min）；
（3）根據圖知，0min時反應物和生成物都含有，所以正逆反應都有，故答案為：正逆反應同時；
（4）增加固體或純液體不改變平衡移動，加入Y物質平衡不移動，說明Y為固體或純液體，故答案為：固體或純液；
（5）①反應前后氣體的物質的量不變，所以壓強始終不變，當混合氣體的壓強不變時不能判斷平衡狀態，故錯誤；
②反應前后氣體的質量增加但容器體積不變，所以反應前后氣體的密度增大，當混合氣體的密度不變時該反應達到平衡狀態，故正確；
 ③反應前后氣體的物質的量不變，所以混合氣體的體積始終不變，所以不能判斷平衡狀態，故錯誤；
 ④反應前后氣體的總物質的量不變，所以不能判斷平衡狀態，故錯誤；
故選②．

點評 本題考查化學平衡計算及化學平衡狀態判斷，為高頻考點，側重考查學生分析判斷計算能力，注意：固體和純液體沒有濃度，其量的多少不影響平衡移動，注意（5）為易錯點．