题目内容

4.某温度时,在2L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示.由图中数据分析:
(1)该反应的化学方程式:Y+2Z?3X;
(2)该反应达平衡时Y的浓度:0.5mol/L;
(3)反应开始至2min末,Z的反应速率为0.1mol/(L•min);
(4)下列方法中可以证明上述可逆反应已达平衡状态的是A.
①温度和体积一定时,X的体积分数不再变化
②温度和体积一定时,容器内压强不再变化,
③温度和体积一定时,混合气体的密度不再变化.
④温度一定时混合气体的平均相对分子质量不再变化.

分析 (1)根据参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比书写化学方程式;
(2)各组分的物质的量不变的状态为平衡状态,所以3分钟时达平衡状态,此时Y的物质的量为1mol,根据c=$\frac{n}{V}$计算;
(3)已知2min末x的物质的量,根据v=$\frac{△c}{△t}$计算x的速率,速率之比等于对应物质的化学计量数之比;
(4)①温度和体积一定时,X的体积分数不再变化,说明正逆反应速率相等;
②温度和体积一定时,因为两边气体的计量数相等,所以容器内压强始终不变化;
③温度和体积一定时,混合气体的密度始终不变;
④因为两边的计量数相等,所以温度一定时混合气体的平均相对分子质量一直不变.

解答 解:(1)由图象可以看出,反应中Z、Y的物质的量减少,应为反应物,X的物质的量增多,应为生成物,当反应进行到3min时,△n(Y)=0.2mol,△n(Z)=0.4mol,△n(X)=0.6mol,则△n(Y):△n(Z):△n(X)=1:2:3,参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:Y+2Z?3X,
故答案为:Y+2Z?3X;
(2)各组分的物质的量不变的状态为平衡状态,所以3分钟时达平衡状态,此时Y的物质的量为1mol,所以c=$\frac{n}{V}$=$\frac{1mol}{2L}$=0.5mol/L,故答案为:0.5mol/L;
(3)反应开始至2min末,X的反应速率为: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),
故答案为:0.1mol/(L•min);
(4)①温度和体积一定时,X的体积分数不再变化,说明正逆反应速率相等,达平衡状态,故正确;
②温度和体积一定时,因为两边气体的计量数相等,所以容器内压强始终不变化,所以不能作平衡状态的标志,故错误;
③温度和体积一定时,混合气体的密度始终不变,所以不能作平衡状态的标志,故错误;
④因为两边的计量数相等,所以温度一定时混合气体的平均相对分子质量一直不变,所以不能作平衡状态的标志,故错误;
故选A.

点评 本题考查化学平衡图象问题,题目难度不大,注意化学方程式的确定以及化学平衡状态的特征.

练习册系列答案
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19.三氯氧磷(POCl3)常温下为无色液体,有广泛应用.近年来,三氯氧磷的工业生产由三氯化磷的“氧气直接氧化法”代替传统的三氯化磷“氯化水解法”(由氯气、三氯化磷和水为原料反应得到).
(1)氧气直接氧化法生产三氯氧磷的化学方程式是2PCl3+O2=2POCl3,从原理上看,与氯化水解法相比,其优点是原子利用率高.
(2)氯化水解法生产三氯氧磷会产生含磷(主要为H3PO4、H3PO3等)废水.在废水中先加入适量漂白粉,再加入生石灰将磷元素转化为磷酸的钙盐沉淀并回收.
①漂白粉的主要作用是将H3PO3氧化为H3PO4.
②如图表示不同条件对磷的沉淀回收率的影响(“Ca/P”表示钙磷比,即溶液中Ca2+与PO${\;}_{4}^{3-}$的浓度比).则回收时加入生石灰的目的是增大钙磷比和废水的pH,从而提高磷的回收.
(3)下述方法可以测定三氯氧磷产品中氯元素含量,实验步骤如下.
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①步骤ⅳ中当溶液颜色变为红色时,即表明溶液中的Ag+恰好沉淀完全.
②若取消步骤ⅲ,会使步骤ⅳ中增加一个化学反应,该反应的离子方程式是AgCl(S)+SCN-(aq)AgSCN(S)+Cl-(aq);该反应使测定结果偏低;(填偏高,偏低或不变)

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