Question

某温度时，在一个2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，试填写下列空白：

（1）该反应的化学方程式为                   ；
（2）从开始至2min，Z的平均反应速率为           ；
（3）3min时，混合物中X的物质的量浓度为                 。
（4）2分钟后X、Y、Z各物质的量不再随时间的变化而变化，说明在这个条件下，反应已达到了                  状态。
（5）下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是                   （填序号）

A．X、Y、Z的物质的量之比为1∶2∶3

B．混合气体的压强不随时间的变化而变化

C．单位时间内每消耗3 mol X，同时生成2 mol Z

D．混合气体的总质量不随时间的变化而变化

E．混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
F．混合气体的平均相对分子质量不再随时间的变化而变化
G．混合气体的密度不再随时间的变化而变化
H．2υ_正（X）= 3υ_逆（Z）

Answer 1

（5分）（1）3X+Y2Z；（2）0.05mol/(L·min)；（3）0.35mol/L；
（4）化学平衡；（5）BEFH

试题分析：（1）根据图像可知，反应进行到2min时物质的浓度不再发生变化，说明反应达到平衡状态。此时消耗X和Y的物质的量分别是0.3mol、0.1mol，生成Z的物质的量是0.2mol，所以根据变化量之比是相应的化学计量数之比可知，该反应的化学方程式是3X＋Y2Z。
（2）从开始至2min，Z的平均反应速率为＝0.05mol/(L·min)。
（3）3min时，混合物中X的物质的量浓度为0.7mol÷2L＝0.35mol/L。
（4）2分钟后X、Y、Z各物质的量不再随时间的变化而变化，说明在这个条件下，反应已达到了平衡状态。
（5）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。平衡时各种物质的浓度不再发生变化，但各种的浓度之间不一定满足某种关系，A不能说明。该反应是体积减小的可逆反应，所以当压强或物质的量不再发生变化时可以说明，BE正确。C中反应速率的方向相同，速率之比是相应的化学计量数之比，因此C中的关系始终是成立，不正确。根据质量守恒定律可知，D中的关系始终是成立的，不能说明。混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值，质量不变，但物质的量是变化的，所以F可以说明。密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，G不正确，H中反应速率的方向相反，且满足速率之比是相应的化学计量数之比，正确，因此答案选BEFH。
点评：该题是中等难度的试题，试题基础性强，在注重对学生基础知识巩固和训练的同时，侧重对学生能力的培养，有利于培养学生的逻辑推理能力和规范的答题能力。该题的难点是平衡状态的判断。