Question

19．某温度时，在容积为3L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析：
（1）该反应的化学方程式为Y+2Z?3X．
（2）反应开始至2min末，X的反应速率为0.067mol/（L•min）．
（3）若增加Y的用量，化学反应速率不变化，则Y为固体或纯液体．
（4）若X、Y、Z均为气体，则下列可以判断该反应达到平衡状态的是③（填序号）．
①生成1mol X的同时，消耗2mol Y
②混合气体的平均摩尔质量不再发生变化
③混合气体中各物质的浓度保持不变
④混合气体中Z、Y、X三者浓度之比等于三者的化学计量数之比．

Answer 1

分析 （1）根据反应中浓度的变化写出化学方程式；
（2）根据2min内X浓度的变化计算得出；
（3）根据增加固体或者纯液态，反应速率不变分析；
（4）根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态．

解答 解：（1）根据图象可知Y、Z浓度降低，为反应物，X浓度增大为生成物，当物质的量不再变化时，达到平衡状态，此时△n（Y）=1.2mol-1.0mol=0.2mol，△n（Z）=2.0mol-1.6mol=0.4mol，△n（X）=1.0mol-0.4mol=0.6mol，计量数之比等于△n（Y）：△n（Z）：△n（X）=1：2：3，化学方程式可写为Y+2Z?3X，
故答案为：Y+2Z?3X；
（2）反应开始至2min末，△n（X）=0.8mol-0.4mol=0.4mol，△c（X）=$\frac{0.4mol}{3L}$=$\frac{2}{15}$mol/L，化学反应速率为$\frac{\frac{2}{15}}{2}$=0.067mol/（L•min），
故答案为：0.067mol/（L•min）；
（3）增加Y的用量，化学反应速率不变化，说明Y为固体或纯液体，故答案为：固体或纯液体；
（4）①生成1mol X的同时，消耗2mol Y，都是指正反应方向，所以不能判断达到平衡状态，故错误；
②反应前后气体的质量不变，气体物质的量之和也不变，所以混合气体的平均摩尔质量一直不变，所以不能判断达到平衡状态，故错误；
③容器中各组分浓度不再变化，正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故正确；
④混合气体中Z、Y、X三者浓度之比等于三者的化学计量数之比，无法确定正逆反应速率相等，所以不能判断达到平衡状态，故错误；
故选：③．

点评 本题考查化学平衡的变化图象以及平衡状态的判断，题目难度不大，本题注意化学方程式的确定方法，以及反应速率计算，把握好相关概念和公式的理解及运用．