Question

7．某温度时，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示．
（1）由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为Y+3X?2Z．
（2）反应从开始至2分钟末，用Z的浓度变化表示的平均反应速率为0.05mol/（L．min）．
（3）原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比（写最简整数比，下同），n_始：n_平=10：9．
（4）达到平衡时，X和Y的转化率之比，α（X）：α（Y）=3：1．
（5）平衡时，Z的体积分数为11.1%（保留两位有效数字）．
（6）反应达到平衡后，下列措施能加快化学反应速率的有ABC（填序号，多选或少选无分）．
A．增大反应物的浓度     B．升高温度     C．使用正催化剂
（7）下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是BE（填序号，多选或少选无分）．
A．X、Y、Z的物质的量之比为3：1：2
B．混合气体的压强不随时间的变化而变化
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．混合气体的总物质的量不随时间的变化而变．

Answer 1

分析 （1）判断出反应物和生成物，根据物质的量变化之比等于化学剂量数之比确定反应的化学方程式；
（2）根据v=$\frac{△c}{△t}$计算反应速率；
（3）在相同温度下，依据图象计算起始气体物质的量和平衡状态气体物质的量，得到原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比；
（4）转化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%；
（5）反应达平衡时，气体的总物质的量为：0.9mol+0.7mol+0.2mol=1.8mol，Z物质的量0.2mol，计算平衡时Z的体积分数；
（6）根据影响化学反应速率的影响条件分析，改变条件平衡向减弱这种改变的方向进行；
（7）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）在反应中，X、Y的物质的量逐渐减小，Z的物质的量逐渐增大，则X、Y为反应物，Z为生成物，相同时间内物质的量的变化比值为：c（Y）：c（X）：c（Z）=（1.0-0.9）：（1.0-0.7）：0.2=1：3：2，化学反应中物质的量变化之比等于化学剂量数之比，则化学方程式为Y+3X?2Z，
故答案为：Y+3X?2Z；
（2）反应开始至2min，气体Z的平均反应速率为v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{2min}$=0.05mol/（L．min），故答案为：0.05mol/（L．min）；
（3）反应达平衡时，气体的总物质的量为：0.9mol+0.7mol+0.2mol=1.8mol，
起始时气体的总物质的量为：1.0mol+1.0mol=2.0mol，
原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比=2.0：1.8=10：9，
故答案为：10：9；
（4）X转化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%=$\frac{1.0mol-0.7mol}{1.0mol}$×100%=30%
Y转化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%=$\frac{1.0mol-0.9mol}{1.0mol}$×100%=10%
达到平衡时，X和Y的转化率之比，α（X）：α（Y）=30%：10%=3：1，
故答案为：3：1；
（5）反应达平衡时，气体的总物质的量为：0.9mol+0.7mol+0.2mol=1.8mol，Z物质的量0.2mol，平衡时，Z的体积分数=$\frac{0.2mol}{1.8mol}$×100%=11.1%，
故答案为：11.1%；
（6）2min末达到化学平衡状态；增大反应物的浓度、升高温度、使用正催化剂都可以加快化学反应速率，故答案为：ABC；
（7）A、物质的量之比为1：3：2，而不是量之比不变，不能说明反应达到平衡状态，故A错误；
B、反应前后气体体积分数变化，混合气体的压强不随时间的变化而变化，三者的浓度不再变化，达到了平衡，故B正确；
C、单位时间内生成2mol Z，则要消耗3mol X，未体现正与逆的关系，不能说明是否达到平衡，故C错误；
D．反应前后气体质量始终不变，混合气体的总质量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分数改变，当混合气体的总物质的量不随时间的变化而变，说明反应达到平衡状态，故E正确；
故选BE．

点评 本题考查了化学平衡影响因素分析，平衡计算应用，该题通过图象中物质的物质的量的变化，来考查化学平衡的移动、化学反应速率计算，综合考查学生对知识的综合应用能力，题目难度中等．