题目内容
【题目】某温度下,在2L密闭容器中X、Y、Z三种物质(均为气态)间进行反应,其物质的量随时间的变化曲线如图。依图回答:
(1)该反应的化学方程式可表示为________。
(2)反应起始至t min(设t=5),Y的平均反应速率是________。
(3)反应至t min时,Z所占体积(标准状况下)________。
(4)在t min时,该反应达到了_____状态,下列可判断反应已达到该状态的是______(填字母)。
A X、Y、Z的反应速率相等 B X、Y的反应速率比为2:3
C 混合气体的密度不变 D 生成1molZ的同时生成2molX
E X、Y、Z物质的量之比等于系数比 F 混合气体的总压强不再发生改变
【答案】2X(g)3Y(g)+Z(g) 0.12mol/(L·min) 8.96L 平衡 DF
【解析】
根据图像判断反应物和生成物,依据变化量之比等于化学计量数之比书写方程式,根据υ=△c÷△t计算反应速率,依据平衡状态的特征判断。
(1)X的物质的量减少,是反应物,Y和Z的物质的量增加,Y、Z是生成物,从起始到平衡时消耗X是2.4mol-1.6mol=0.8mol,Y和Z分别增加了1.2mol、0.4mol,所以X、Y、Z的变化量之比是2:3:1,因此该反应的化学方程式可表示为2X(g)3Y(g)+Z(g)。
(2)反应起始至t min(设t=5),生成Y的浓度是1.2mol÷2L=0.6mol/L,则Y的平均反应速率是0.6mol/L÷5min=0.12mol/(L·min)。
(3)反应至t min时,Z所占体积(标准状况下)是0.4mol×22.4L/mol=8.96L。
(4)在t min时三种物质的浓度不再发生变化,该反应达到了平衡状态。
A.X、Y、Z的反应速率相等不能说明正逆反应速率相等,反应没有达到平衡状态,A错误;
B.根据方程式可知同一方向的X、Y的反应速率比始终为2:3,没有指明反应速率的方向,反应不一定达到平衡状态,B错误;
C.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,混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态,C错误;
D.生成1molZ的同时生成2molX说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,D正确;
E.X、Y、Z物质的量之比等于系数比,反应不一定达到平衡状态,E错误;
F.正反应气体分子物质的量增加,混合气体的总压强不再发生改变说明反应达到了平衡状态,F正确;
答案选DF。
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