Question

20．某温度时，在2L容器中X、Y、Z三种气态物质的物质的量（n）随时间（t）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：3X+Y?2Z；
（2）反应开始至2min，用X表示的平均反应速率为0.075mol•L^-1•min^-1  ；
（3）反应开始至2min时，Y的转化率为10% 
（4）对于上述反应当改变下列条件时，反应速率会发生什么变化
（选填“增大”、“减小”或“不变”）？
①降低温度：减小
②保持容器的体积不变，增加X的物质的量：增大；
③保持容器的体积不变，增加He：不变；
④增大容器的体积：减小．
（5）下列叙述能说明上述反应一定达到化学平衡状态的是BE（填序号）
A．X、Y、Z的物质的量之比为3：1：2
B．X、Y、Z的浓度不再发生变化
C．单位时间内每消耗3mol X，同时生成2mol Z
D．混合气体的总质量不随时间的变化而变化
E．容器中的压强不再发生变化．

Answer 1

分析 （1）根据物质的量的变化判断反应物和生成物，根据物质的量的变化之比等于化学计量数之比书写方程式；
（2）分析图象计算X的消耗物质的量为1.0mol-0.7mol=0.3mol，结合反应速率概念计算，V=$\frac{△c}{△t}$；
（3）转化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%；
（4）反应为气体体积减小的反应，结合一下反应速率的因素分析判断，增大压强、升高温度、增大浓度、加入催化剂等措施会提高反应速率；
（5）化学反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，且不等于0，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理量不发生变化，以此进行判断．

解答 解：（1）由图象可以看出，反应中X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物，且△n（X）：△n（Y）：△n（Z）=0.3mol：0.1mol：0.2mol=3：1：2，则反应的化学方程式为：3X+Y?2Z，
故答案为：3X+Y?2Z；
（2）分析图象计算X的消耗物质的量为1.0mol-0.7mol=0.3mol，从开始至2min，X的平均反应速率=$\frac{\frac{0.3mol}{2L}}{2min}$=0.075mol•L^-1•min^-1，
故答案为：0.075mol•L^-1•min^-1；
（3）反应开始至2min时，Y消耗物质的量1.0mol-0.9mol=0.1mol，Y的转化率=$\frac{0.1mol}{1.0mol}$×100%=10%，
（4）反应为气体体积减小的反应，
①减低温度反应速率减小，故答案为：减小；
②增加X的物质的量，增大浓度反应速率增大，故答案为：增大；
③保持容器的体积不变，增加He，总压增大，分压不变，平衡不变反应速率不变，故答案为：不变；
④增大容器的体积容器内压强减小，反应速率减小，故答案为：减小；
（5）A．X、Y、Z的物质的量之比为3：1：2为反应之比，不能说明反应正逆反应速率相同，故A错误；
B．X、Y、Z的浓度不再发生变化是平衡的标志，故B正确；
C．单位时间内每消耗3mol X，同时生成2mol Z，只能说明反应正向进行，不能说明反应达到平衡状态，故C错误；
D．混合气体的总质量始终不随时间的变化而变化，不能说明反应达到平衡状态，故D错误；
E．反应前后气体物质的量变化，容器中的压强不再发生变化．说明反应达到平衡状态，
故答案为：B、E；

点评 本题考查了化学反应速率、化学平衡的变化图象，化学平衡状态的判断，题目难度中等，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，主要是概念的计算应用，掌握基础是解题关键．