Question

5．某溫度時(shí)，在一個(gè)2L的密閉容器中，X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，試填寫下列空白：
（1）該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3X+Y?2Z．
（2）反應(yīng)開始至2min，以氣體Z表示的平均反應(yīng)速率為0.05mol/（L．min）．
（3）若X、Y、Z均為氣體，2min后反應(yīng)達(dá)到平衡，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)：
①此時(shí)體系的壓強(qiáng)是開始時(shí)的0.9倍；
②達(dá)平衡時(shí)，容器內(nèi)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量比起始投料時(shí)增大（填“增大”“減小”或“相等”）．
（4）可以判斷上述反應(yīng)己經(jīng)達(dá)到平衡的是B D．
A．V_（A）：V_（B）：V_（C）等于化學(xué)計(jì)量系數(shù)之比
B．密閉容器中總壓強(qiáng)不變
C．密閉容器中混合氣體的密度不變
D．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變
E．n（A）：n（B）：n（C）等于化學(xué)計(jì)量系數(shù)之比．

Answer 1

分析 （1）達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，參加反應(yīng)的△n（X）=（1.0-0.7）mol=0.3mol、△n（Y）=（1.0-0.9）mol=0.1mol、△n（Z）=（0.2-0）mol=0.2mol，同一反應(yīng)中同一時(shí)間段內(nèi)參加反應(yīng)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于其計(jì)量數(shù)之比，所以X、Y、Z的計(jì)量數(shù)之比=0.3mol：0.1mol：0.2mol=3：1：2，據(jù)此書寫方程式；
（2）Z的平均反應(yīng)速率=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$，以此可計(jì)算；
（3）①恒溫恒容條件下，氣體的物質(zhì)的量之比等于其壓強(qiáng)之比；
②根據(jù)M=$\frac{m}{n}$判斷；
（4）達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各組分的濃度、百分含量不再變化．

解答 解：（1）達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，參加反應(yīng)的△n（X）=（1.0-0.7）mol=0.3mol、△n（Y）=（1.0-0.9）mol=0.1mol、△n（Z）=（0.2-0）mol=0.2mol，同一反應(yīng)中同一時(shí)間段內(nèi)參加反應(yīng)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于其計(jì)量數(shù)之比，所以X、Y、Z的計(jì)量數(shù)之比=0.3mol：0.1mol：0.2mol=3：1：2，所以該反應(yīng)方程式為3X+Y?2Z，
故答案為：3X+Y?2Z；
（2）Z的平均反應(yīng)速率=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{2min}$=0.05mol/（L．min），故答案為：0.05mol/（L．min）；
（3）根據(jù)圖象知，未反應(yīng)時(shí)混合氣體的物質(zhì)的量=（1.0+1.0）mol=2.0mol，平衡狀態(tài)混合氣體物質(zhì)的量=（0.9+0.7+0.2）mol=1.8mol，恒溫恒容條件下，氣體的物質(zhì)的量之比等于其壓強(qiáng)之比，所以平衡狀態(tài)體系壓強(qiáng)是開始時(shí)的$\frac{1.8mol}{2.0mol}$=0.9倍，
由于氣體的質(zhì)量不變，但物質(zhì)的量減少，則平均相對(duì)分子質(zhì)量增大，
故答案為：0.9；增大；
（4）A．無論是否達(dá)到平衡狀態(tài)，都存在V_（A）：V_（B）：V_（C）等于化學(xué)計(jì)量系數(shù)之比，故A錯(cuò)誤；
B．方程式為3X+Y?2Z，密閉容器中總壓強(qiáng)不變，可說明氣體的物質(zhì)的量不變，達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．氣體的質(zhì)量不變，容器的體積不變，無論是否達(dá)到平衡狀態(tài)，都存在密閉容器中混合氣體的密度不變，故C錯(cuò)誤；
D．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變，可說明氣體的物質(zhì)的量不變，達(dá)到平衡狀態(tài)，故D正確；
E．平衡常數(shù)未知，n（A）：n（B）：n（C）等于化學(xué)計(jì)量系數(shù)之比，不能確定是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故E錯(cuò)誤．
故答案為：B D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查圖象分析，為高考常見題型，側(cè)重考查學(xué)生分析及計(jì)算能力，明確曲線變化趨勢含義、物質(zhì)的量變化量與其計(jì)量數(shù)的關(guān)系即可解答，難點(diǎn)是（3）題計(jì)算，題目難度中等．