Question

10．某溫度時，在一個10L的恒容容器中，X、Y、Z均為氣體，三種物質的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)填空：
（1）該反應的化學方程式為3X+Y?2Z．
（2）反應開始至2min，以氣體Z表示的平均反應速率為0.01 mol/（L•min）．
（3）2min反應達平衡容器內混合氣體的平均相對分子質量比起始時大（填“大”，“小”或“相等”下同），混合氣體密度比起始時相等．
（4）在一個容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：
①C的生成速率與C的消耗速率相等；
②單位時間內生成amol A，同時生成3amol B；
③B的濃度不再變化；
④混合氣體總的物質的量不再發(fā)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．表明該可逆反應一定達到平衡狀態(tài)的是①③⑥．

Answer 1

分析 （1）化學方程式中，反應的物質系數(shù)之比等于各個物質的量的變化量之比；
（2）根據(jù)化反應速率v=$\frac{△c}{△t}$來計算化學反應速率；
（3）混合氣體的平均相對分子質量M=$\frac{m}{n}$，混合氣體密度ρ=$\frac{m}{V}$來判斷；
（4）根據(jù)化學平衡狀態(tài)的特征解答，當反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應的進行發(fā)生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態(tài)．

解答 解：（1）根據(jù)圖示的內容知道，X和Y是反應物，X、Y、Z的變化量之比是0.3：0.1：0.2=3：1：2，反應的化學方程式為：3X+Y?2Z，故答案為：3X+Y?2Z；
（2）反應開始至2min，以氣體Z表示的平均反應速率v=$\frac{\frac{0.2mol}{10L}}{2min}$=0.01 mol/（L•min），故答案為：0.01 mol/（L•min）；
（3）混合氣體密度ρ=$\frac{m}{V}$，從開始到平衡，質量是守恒的，體積是不變的，所以密度始終不變，混合氣體的平均相對分子質量M=$\frac{m}{n}$，從開始到平衡，質量是守恒的，但是n是逐漸減小的，所以M會變大，故答案為：大；相等；
（4）①C的生成速率與C的消耗速率相等，證明正逆反應速率相等，達到了平衡，故正確；
②單位時間內生成amolA，同時生成3amolB，不能證明正逆反應速率相等，不一定達到平衡，故錯誤；
③B的濃度不再變化是化學平衡狀態(tài)的特征，故正確；
④反應前后氣體的物質的量之和不變，所以混合氣體總的物質的量不再發(fā)生變化的狀態(tài)不一定是平衡狀態(tài)，故錯誤；
⑤A、B、C的物質的量之比為1：3：3的狀態(tài)不一定是平衡狀態(tài)，故錯誤；
⑥混合氣體的密度等于氣體質量和體積的比值，質量變化，體積不變，所以密度不再變化，表明該可逆反應一定達到平衡狀態(tài)，故正確．
故答案為：①③⑥．

點評 本題涉及化學平衡的判斷、混合氣體的密度及有關化學反應的速率的計算知識，屬于綜合知識的考查，難度不大．