Question

【題目】某溫度下在4 L密閉容器中，X、Y、Z三種氣態物質的物質的量隨時間變化曲線如圖。

（1）該反應的化學方程式是_____________________________。

（2）該反應達到平衡狀態的標志是________(填字母)。

A．Y的體積分數在混合氣體中保持不變

B．X、Y的反應速率比為3∶1

C．容器內氣體壓強保持不變

D．容器內氣體的總質量保持不變

E．生成1 mol Y的同時消耗2 mol Z

（3）計算2 min內，Y的轉化率為_____________；用物質X表示反應的平均速率為___________；用物質Z表示反應的平均速率為___________________。

Answer 1

【答案】3X + Y 2Z AC 10% 0.0375mol/(L·min) 0.025mol/(L·min)

【解析】

(1)根據圖知，隨著反應進行，X、Y的物質的量減少而Z的物質的量增加，則X和Y是反應物而Z是生成物，根據圖像數據結合同一可逆反應中同一段時間內參加反應的各物質的物質的量變化量之比等于其化學計量數之比，確定反應的方程式；

(2)根據可逆反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，反應體系中各物質的物質的量、物質的量濃度不變分析判斷；

(3)2min內X的轉化率=×100%；化學反應速率v=計算。

(1)根據圖知，隨著反應進行，X、Y的物質的量減少，Z的物質的量增加，則X和Y是反應物，Z是生成物，反應達到平衡時，△n(X)=(1.0-0.4)mol=0.6mol、△n(Y)=(1.0-0.8)mol=0.2mol、△n(Z)=(0.5-0.1)mol=0.4mol，同一可逆反應中同一段時間內參加反應的各物質的物質的量變化量之比等于其化學計量數之比，X、Y、Z的化學計量數之比=0.6mol∶0.2mol∶0.4mol=3∶1∶2，則該反應方程式為3X+Y2Z，故答案為：3X+Y2Z；

(2)A．Y的體積分數在混合氣體中保持不變，說明各物質的量不變，反應達到平衡狀態，故A正確；B．X、Y的反應速率比為3∶1時，如果反應速率都是指同一方向的反應速率，則該反應不一定達到平衡狀態，故B錯誤；C．反應后氣體壓強減小，當容器內氣體壓強保持不變時，各物質的物質的量不變，反應達到平衡狀態，故C正確；D．容器內氣體的總質量一直保持不變，不能判斷是否為平衡狀態，故D錯誤；E．根據方程式，生成1mol Y的同時一定消耗2mol Z，不能說明反應達到平衡狀態，故E錯誤；故答案為：AC；

(3)2 min內，Y的轉化率=×100%=10%，用物質X表示該反應2min內的化學反應速率v(X)===0.0375mol/(Lmin)，用物質Z表示反應的平均速率為v(Z)===0.025mol/(Lmin)，故答案為：10%；0.0375mol/(Lmin)；0.025mol/(Lmin)。