Question

【題目】某溫度下，在2L恒容的密閉容器中X、Y、Z三種物質(均為氣態)間進行反應，其物質的量隨時間的變化曲線如圖。據圖回答：

(1)該反應的化學方程式可表示為_______________________________________________。

(2)反應起始至t min(設t＝5)，X的平均反應速率是________________。

(3)在t min時，該反應達到了____________狀態，下列可判斷反應已達到該狀態的是________(填字母，下同)。

A.X、Y、Z的反應速率相等 B.X、Y的反應速率比為2∶3

C.混合氣體的密度不變 D.生成1molZ的同時生成2molX

(4)從開始到t秒末X的轉化率__________。

(5)用一定能使該反應的反應速率增大的措施有________。

A.其他條件不變，及時分離出產物 B.適當降低溫度

C.其他條件不變，增大X的濃度 D.保持體積不變，充入Ar氣使容器內壓強增大

(6)在一個體積固定的密閉容器中，進行的可逆反應A(s)+3B(g) 3C (g)。下列敘述中表明可逆反應一定達到平衡狀態的是 __________

①C的生成速率與C的分解速率相等；

②單位時間內生成a mol A,同時生成3a mol B；

③B的濃度不再變化；

④混合氣體總的物質的量不再發生變化；

⑤A、B、C的物質的量之比為1∶3∶3；

⑥混合氣體的密度不再變化。

Answer 1

【答案】2X(g)3Y(g)＋Z(g) 0.08mol·L-1·min-1 化學平衡 D 33.3% C ①③⑥

【解析】

根據圖示中反應物的減少量與生成物的增加量確定化學方程式；根據所給條件中各組分的速率或濃度是否發生變化判斷反應是否達到平衡狀態；根據影響化學反應速率的因素判斷化學反應速率的變化，據此分析。

(1) 由圖象可以看出，X的物質的量逐漸減小，則X為反應物，Y、Z的物質的量逐漸增多，作為Y、Z為生成物，當反應到達t min時，n(X)=0.8mol，n (Y)=1.2mol，n(Z)=0.4mol，化學反應中，各物質的物質的量的變化值與化學計量數呈正比，n(X)：n (Y)：n(Z)=2：3：1，則所以反應的化學方程式為：2X(g)3Y(g)＋Z(g)；

(2)某物質的化學反應速率等于這段時間內濃度的變化量與這段時間的比值，故X的平均反應速率v===0.08mol·L-1·min-1；

(3) t min時體系中各物質的物質的量不再發生變化，說明反應已經達到了化學平衡狀態；

A選項中由于各物質的化學計量數不等，則X、Y、Z的反應速率相等不能說明是否達到平衡狀態，故A錯誤；

B選項中由于化學反應速率之比等于化學計量數之比，但沒有明確物質的生成速率還是反應速率，當X為消耗速率Y為生成速率時無論是否達到平衡狀態，X、Y的反應速率比都為2：3，故B錯誤；

C選項中由于反應在體積不變的密閉容器中進行，反應過程中氣體的體積不變，質量不變，則混合氣體的密度不變，不能判斷是否達到平衡狀態，故C錯誤；

D選項中生成1mol Z的同時生成2mol X，說明正逆反應速率相等，達到平衡狀態，故D正確；

答案選D；

(4)轉化率等于這段時間內反應掉的物質的物質的量與物質的總物質的量的比值，故物質X的轉化率==33.3%；

(5)A選項，其他條件不變，及時分離出產物，由于反應物的濃度不發生變化，故不會增大反應速率，A錯誤；

B選項，適當降低溫度，使單位體積內活化分子百分數降低，降低反應速率，B錯誤；

C選項，增大X的濃度可以增大單位體積內X的活化分子百分數，增大反應速率，C正確；

D選項，體積不變充入Ar氣，單位體積內活化分子百分數不變，反應速率不變，D錯誤；

故選擇C；

(6)①同一物質的分解速率與生成速率相同，說明正逆反應速率相同，可以說明反應達平衡狀態，①正確；

②化學反應速率之比等于化學計量數之比，無論是否達到平衡狀態，都存在單位時間生成a mol A，同時生成3a mol B，②錯誤；

③反應達平衡時各組分濃度不再發生變化，可以說明反達平衡狀態，③正確；

④氣體反應物與氣體生成物的化學計量數之和相等，無論是否達到平衡狀態，混合氣體總的物質的量都不變，④錯誤；

⑤平衡時各物質的物質的量取決于起始配料比以及轉化的程度，各組分物質的量的比不能作為判斷是否達到平衡狀態的依據，⑤錯誤；

⑥A為固體，混合氣體的密度不變化，說明氣體的總質量不變，反應達到平衡狀態，⑥正確；

故選擇①③⑥。