题目内容
(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下图所示.分析有关数据,写出X、Y、Z反应的化学方程式______.(2)下列情况可以证明(1)中的反应已达到平衡状态的是______(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______.
【答案】分析:(1)根据物质的量的变化判断反应物和生成物,根据物质的量的变化之比等于化学计量数之比书写方程式;
(2)化学反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度不变,由此衍生的一些物理量不变,以此分析;
(3)根据反应方程式,用三段式法计算.
解答:解:(1)由图象可以看出,反应中X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增多,则X、Y为反应物,Z为生成物,且△n(Y):△n(X):△n(Z)=0.3mol:0.1mol:0.2mol=3:1:2,则反应的化学方程式为:X+3Y
2Z,
故答案为:X+3Y
2Z;
(2)A.反应平衡时的浓度取决于反应起始时的浓度和转化的程度,不能用于判断是否到达平衡状态,故A错误;
B.温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化,说明达到平衡状态,故B正确;
C.由于反应前后气体的化学计量数不同,则温度和体积一定时,容器内的压强不再变化,可以说明达到平衡状态,故C正确;
D.由于反应前后气体的化学计量数不同,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,可以说明达到平衡状态,故D正确,
故答案为:B、C、D;
(3)设平衡时,X的浓度的变化为x,
X+3Y
2Z
起始:1mol/L 1.5mol/L 0
转化:x 3x 2x
平衡:(1mol/L-x)(1.5mol/L-3x)2x
则:
=25%,
解之得:x=0.25mol/L,
所以:平衡时X的物质的量浓度为1mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L.
故答案为:0.75mol/L
点评:本题考查较为综合,涉及化学方程式的判断,平衡状态的判断以及平衡浓度的计算,题目难度不大,注意相关计算方法的应用.
(2)化学反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度不变,由此衍生的一些物理量不变,以此分析;
(3)根据反应方程式,用三段式法计算.
解答:解:(1)由图象可以看出,反应中X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增多,则X、Y为反应物,Z为生成物,且△n(Y):△n(X):△n(Z)=0.3mol:0.1mol:0.2mol=3:1:2,则反应的化学方程式为:X+3Y
故答案为:X+3Y
(2)A.反应平衡时的浓度取决于反应起始时的浓度和转化的程度,不能用于判断是否到达平衡状态,故A错误;
B.温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化,说明达到平衡状态,故B正确;
C.由于反应前后气体的化学计量数不同,则温度和体积一定时,容器内的压强不再变化,可以说明达到平衡状态,故C正确;
D.由于反应前后气体的化学计量数不同,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,可以说明达到平衡状态,故D正确,
故答案为:B、C、D;
(3)设平衡时,X的浓度的变化为x,
X+3Y
起始:1mol/L 1.5mol/L 0
转化:x 3x 2x
平衡:(1mol/L-x)(1.5mol/L-3x)2x
则:
解之得:x=0.25mol/L,
所以:平衡时X的物质的量浓度为1mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L.
故答案为:0.75mol/L
点评:本题考查较为综合,涉及化学方程式的判断,平衡状态的判断以及平衡浓度的计算,题目难度不大,注意相关计算方法的应用.
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