Question

19．某溫度時，在容積為3L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0.067mol/（L•min）．
（3）若增加Y的用量，化學反應速率不變化，則Y為固體或純液體．
（4）若X、Y、Z均為氣體，則下列可以判斷該反應達到平衡狀態的是③（填序號）．
①生成1mol X的同時，消耗2mol Y
②混合氣體的平均摩爾質量不再發生變化
③混合氣體中各物質的濃度保持不變
④混合氣體中Z、Y、X三者濃度之比等于三者的化學計量數之比．

Answer 1

分析 （1）根據反應中濃度的變化寫出化學方程式；
（2）根據2min內X濃度的變化計算得出；
（3）根據增加固體或者純液態，反應速率不變分析；
（4）根據化學平衡狀態的特征解答，當反應達到平衡狀態時，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．

解答 解：（1）根據圖象可知Y、Z濃度降低，為反應物，X濃度增大為生成物，當物質的量不再變化時，達到平衡狀態，此時△n（Y）=1.2mol-1.0mol=0.2mol，△n（Z）=2.0mol-1.6mol=0.4mol，△n（X）=1.0mol-0.4mol=0.6mol，計量數之比等于△n（Y）：△n（Z）：△n（X）=1：2：3，化學方程式可寫為Y+2Z?3X，
故答案為：Y+2Z?3X；
（2）反應開始至2min末，△n（X）=0.8mol-0.4mol=0.4mol，△c（X）=$\frac{0.4mol}{3L}$=$\frac{2}{15}$mol/L，化學反應速率為$\frac{\frac{2}{15}}{2}$=0.067mol/（L•min），
故答案為：0.067mol/（L•min）；
（3）增加Y的用量，化學反應速率不變化，說明Y為固體或純液體，故答案為：固體或純液體；
（4）①生成1mol X的同時，消耗2mol Y，都是指正反應方向，所以不能判斷達到平衡狀態，故錯誤；
②反應前后氣體的質量不變，氣體物質的量之和也不變，所以混合氣體的平均摩爾質量一直不變，所以不能判斷達到平衡狀態，故錯誤；
③容器中各組分濃度不再變化，正逆反應速率相等，達到了平衡狀態，故正確；
④混合氣體中Z、Y、X三者濃度之比等于三者的化學計量數之比，無法確定正逆反應速率相等，所以不能判斷達到平衡狀態，故錯誤；
故選：③．

點評 本題考查化學平衡的變化圖象以及平衡狀態的判斷，題目難度不大，本題注意化學方程式的確定方法，以及反應速率計算，把握好相關概念和公式的理解及運用．