Question

20．某溫度時(shí)，在一個(gè)容積為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)，完成下列問(wèn)題：
（1）該反應(yīng)的化學(xué)方程3X+2Y?3Z；
（2）反應(yīng)開(kāi)始至2min，氣體Z的平均反應(yīng)速率為0.125mol/（L．min）；
（3）若X、Y、Z均為氣體，則反應(yīng)起始時(shí)與平衡后的壓強(qiáng)之比是4：3．
（4）達(dá)到平衡后，下列說(shuō)法不正確的是BD
A．X、Y、Z的濃度之比是1：2：3
B．X的消耗速率和Y的生成速率相等
C．Z的濃度保持不變
D．升高溫度重新達(dá)到平衡，Z的濃度減小，則該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖知，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，X、Y的物質(zhì)的量減少而Z的物質(zhì)的量增大，所以X和Y是反應(yīng)物、Z是生成物，10min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，則參加反應(yīng)的△n（X）=（1.00-0.25）mol=0.75mol、△n（Y）=（1.00-0.50）mol=0.50mol、△n（Z）=（0.75-0）mol=0.75mol，同一可逆反應(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；
（2）0-2min內(nèi)Z的平均反應(yīng)速率=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$；
（3）恒溫恒容條件下，氣體的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比，反應(yīng)前氣體的總物質(zhì)的量=1.00mol×2=2.00mol，平衡是氣體總物質(zhì)的量=（0.25+0.50+0.75）mol=1.5mol；
（4）A．相同容器中，X、Y、Z的濃度之比等于其物質(zhì)的量之比；
B．該反應(yīng)中X、Y的計(jì)量數(shù)之比為3：2，當(dāng)X的消耗速率與Y的生成速率之比為3：2時(shí)該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；
C．當(dāng)Z的濃度保持不變時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等；
D．升高溫度重新達(dá)到平衡，Z的濃度減小，平衡逆向移動(dòng)，升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)．

解答 （1）根據(jù)圖知，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，X、Y的物質(zhì)的量減少而Z的物質(zhì)的量增大，所以X和Y是反應(yīng)物、Z是生成物，10min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，則參加反應(yīng)的△n（X）=（1.00-0.25）mol=0.75mol、△n（Y）=（1.00-0.50）mol=0.50mol、△n（Z）=（0.75-0）mol=0.75mol，同一可逆反應(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=0.75mol：0.50mol：0.75mol=3：2：3，所以該反應(yīng)方程式為3X+2Y?3Z，
故答案為：3X+2Y?3Z；
（2）0-2min內(nèi)Z的平均反應(yīng)速率=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.50mol-0}{2L}}{2min}$=0.125mol/（L．min），故答案為：0.125mol/（L．min）；
（3）恒溫恒容條件下，氣體的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比，反應(yīng)前氣體的總物質(zhì)的量=1.00mol×2=2.00mol，平衡是氣體總物質(zhì)的量=（0.25+0.50+0.75）mol=1.50mol，所以反應(yīng)起始時(shí)與平衡后的壓強(qiáng)之比=2.00mol：1.50mol=4：3，故答案為：4：3；
（4）A．相同容器中，X、Y、Z的濃度之比等于其物質(zhì)的量之比=0.25mol：0.50mol=0.75mol=1：2：3，故A正確；
B．該反應(yīng)中X、Y的計(jì)量數(shù)之比為3：2，當(dāng)X的消耗速率與Y的生成速率之比為3：2時(shí)該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，所以當(dāng)X的消耗速率和Y的生成速率相等時(shí)該反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；
C．當(dāng)Z的濃度保持不變時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C正確；
D．升高溫度重新達(dá)到平衡，Z的濃度減小，平衡逆向移動(dòng)，升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故D錯(cuò)誤；
故選BD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算及化學(xué)平衡狀態(tài)判斷，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力，把握參加反應(yīng)的物質(zhì)的量濃度變化量之比與計(jì)量數(shù)之比的關(guān)系是解本題關(guān)鍵，注意：只有反應(yīng)前后改變的物理量才能作為平衡狀態(tài)判斷依據(jù)，題目難度不大．