Question

【題目】在如圖所示的恒溫、恒壓密閉容器中加入2mol X和2mol Y，發生如下反應并達到平衡（X、Y狀態未知）：2X(？)+Y(？) a Z(g)。起始時容器的體積為V L，達到平衡時X、Y、Z的物質的量之比為1：3：2，且容器的體積仍然為V L。請回答下列問題：

（1）a = _________________；

（2）平衡時Y的轉化率=________________

（3）X的狀態為______________，Y的狀態為______________（填“氣態”或“非氣態”）

（4）下列敘述中，能說明上述反應達到平衡狀態的是____________（填編號）

a．氣體密度不變 b．單位時間內消耗2mol X，同時生成amol Z

c．Y的轉化率不再變化 d．Z的濃度不再變化

e．氣體的質量不隨時間的變化而變化

Answer 1

【答案】1 40% 非氣態 氣態 acde

【解析】

可以利用三段式解答。

假設消耗的Y的物質的量為x，則消耗的X的物質的量為3x，生成的Z的物質的量為ax：

由于達到平衡時X、Y、Z的物質的量之比為1：3：2，所以有，，解出x=0.8，a=1。

（1）a =1；

（2）平衡時Y的轉化率=。

（3）反應開始時的體積和平衡后的體積相等，說明反應前后氣體系數之和相等。a=1，所以X為非氣態，Y為氣態。故答案為：非氣態，氣態。

（4）a．氣體密度等于氣體的總質量除以容器的體積，由于該反應有非氣體參加，所以氣體總質量在未平衡前是變化的，但容器體積不變，所以氣體密度在未平衡前是一變量，平衡后密度才不變，可以用氣體密度不變判斷反應達到平衡狀態；

b．單位時間內消耗2mol X，同時生成amol Z，都是正向反應，并沒有指明正逆反應速率相等，故不能判斷反應是否平衡；

c．當反應物的轉化率不再變化時，說明反應達到了平衡狀態；

d．某氣體物質的濃度不再變化，可以證明反應達到了平衡狀態；

e．由于該反應有非氣體參加，所以氣體總質量在未平衡前是變化的，所以當氣體的質量不隨時間的變化而變化時反應即達到了平衡狀態。

故選acde。