Question

11．（1）某温度下，在一密闭容器中，X、Y、Z   三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示．分析有关数据，写出X、Y、Z反应的化学方程式X+3Y2Z．
（2）下列情况可以证明（1）中的反应已达到平衡状态的是BCD（填序号）．
A．物质的量浓度：c（X）=c（Y）=c（Z）
B．温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化
C．温度和体积一定时，容器内的压强不再变化
D．温度和体积一定时，混合气体的平均相对分子质量不再变化
（3）某温度下，在另一体积为2L的密闭容器中充入2mol X和3mol Y，然后按（1）中的化学方程式进行反应，当达到化学平衡时，测得Z的物质的量的百分含量为25%，则平衡时X的物质的量浓度为0.75mol/L．

Answer 1

分析 （1）由图象可知，反应中X、Y的物质的量减少，应为反应物，Z的物质的量增多，应为生成物，当反应进行到2min时，X、Y的物质的量不变且不为0，属于可逆反应，△n（Y）=0.3mol，△n（X）=0.1mol，△n（Z）=0.2mol，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比；
（2）可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等，各组分的浓度、物质的量、含量保持不变，右侧衍生的其它一些物理量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不变化，说明到达平衡；
（3）设消耗的X为nmol，表示出平衡时各组分物质的量，再根据Z的含量列方程计算解答．

解答 解（1）由图象可知，反应中X、Y的物质的量减少，应为反应物，Z的物质的量增多，应为生成物，当反应进行到2min时，X、Y的物质的量不变且不为0，属于可逆反应，△n（Y）=0.3mol，△n（X）=0.1mol，△n（Z）=0.2mol，则△n（Y）：△n（X）：△n（Z）=3：1：2，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，则反应的方程式为：X+3Y2Z，
故答案为：X+3Y2Z；
（2）A．X、Y的起始物质的量相等，二者按1：3反应，平衡时二者物质的量浓度一定不相等，故A错误；
B．温度和体积一定时，生成物浓度不再变化，说明到达平衡，故B正确；
C．随反应进行混合气体总物质的量减小，温度和体积一定时，随反应进行压强减小，若容器内的压强不再变化，说明到达平衡，故C正确；
D．混合气体总质量不变，随反应进行混合气体总物质的量减小，混合气体的平均相对分子质量增大，若混合气体的平均相对分子质量不再变化，说明到达平衡，故D正确，
故选：BCD；
（3）设消耗的X为nmol，则：
            X（g）+3Y（g）2Z（g）
起始量（mol）：2     3           0
变化量（mol）：n     3n          2n
平衡量（mol）：2-n   3-3n        2n
所以$\frac{2n}{5-2n}$=25%，解得n=0.5，则平衡时X的物质的量浓度为$\frac{（2-0.5）mol}{2L}$=0.75mol/L，
故答案为：0.75mol/L．

点评 本题考查化学平衡计算、平衡状态判断等，难度不大，注意判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不变化说明到达平衡．