Question

4．某溫度時，在2L密閉容器中，X、Y、Z三種氣態(tài)物質的物質的量隨時間變化的曲線如圖所示．由圖中數據分析：
（1）該反應的化學方程式：Y+2Z?3X；
（2）該反應達平衡時Y的濃度：0.5mol/L；
（3）反應開始至2min末，Z的反應速率為0.1mol/（L•min）；
（4）下列方法中可以證明上述可逆反應已達平衡狀態(tài)的是A．
①溫度和體積一定時，X的體積分數不再變化
②溫度和體積一定時，容器內壓強不再變化，
③溫度和體積一定時，混合氣體的密度不再變化．
④溫度一定時混合氣體的平均相對分子質量不再變化．

Answer 1

分析 （1）根據參加反應的物質的物質的量之比等于化學計量數之比書寫化學方程式；
（2）各組分的物質的量不變的狀態(tài)為平衡狀態(tài)，所以3分鐘時達平衡狀態(tài)，此時Y的物質的量為1mol，根據c=$\frac{n}{V}$計算；
（3）已知2min末x的物質的量，根據v=$\frac{△c}{△t}$計算x的速率，速率之比等于對應物質的化學計量數之比；
（4）①溫度和體積一定時，X的體積分數不再變化，說明正逆反應速率相等；
②溫度和體積一定時，因為兩邊氣體的計量數相等，所以容器內壓強始終不變化；
③溫度和體積一定時，混合氣體的密度始終不變；
④因為兩邊的計量數相等，所以溫度一定時混合氣體的平均相對分子質量一直不變．

解答 解：（1）由圖象可以看出，反應中Z、Y的物質的量減少，應為反應物，X的物質的量增多，應為生成物，當反應進行到3min時，△n（Y）=0.2mol，△n（Z）=0.4mol，△n（X）=0.6mol，則△n（Y）：△n（Z）：△n（X）=1：2：3，參加反應的物質的物質的量之比等于化學計量數之比，則反應的方程式為：Y+2Z?3X，
故答案為：Y+2Z?3X；
（2）各組分的物質的量不變的狀態(tài)為平衡狀態(tài)，所以3分鐘時達平衡狀態(tài)，此時Y的物質的量為1mol，所以c=$\frac{n}{V}$=$\frac{1mol}{2L}$=0.5mol/L，故答案為：0.5mol/L；
（3）反應開始至2min末，X的反應速率為：v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.4mol}{3L}}{2min}$=0.067mol/（L•min），所以V（z）=$\frac{2}{3}$V（X）=$\frac{3}{2}×0.067mol/（L•min）$=0.1mol/（L•min），
故答案為：0.1mol/（L•min）；
（4）①溫度和體積一定時，X的體積分數不再變化，說明正逆反應速率相等，達平衡狀態(tài)，故正確；
②溫度和體積一定時，因為兩邊氣體的計量數相等，所以容器內壓強始終不變化，所以不能作平衡狀態(tài)的標志，故錯誤；
③溫度和體積一定時，混合氣體的密度始終不變，所以不能作平衡狀態(tài)的標志，故錯誤；
④因為兩邊的計量數相等，所以溫度一定時混合氣體的平均相對分子質量一直不變，所以不能作平衡狀態(tài)的標志，故錯誤；
故選A．

點評 本題考查化學平衡圖象問題，題目難度不大，注意化學方程式的確定以及化學平衡狀態(tài)的特征．