题目内容

6.一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
(1)写出该反应的化学方程式X(g)+Y(g)?2Z(g)
(2)计算反应开始到10s,用X表示的反应速率是0.0395mol•(L•s)-1,Y的转化率为79%
(3)下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是B.
A.当X与Y的反应速率之比为1:1
B.在混合气体中X的质量百分数保持不变
C.混合气体的平均摩尔质量不随时间的变化而变化
D.混合气体的密度不随时间的变化而变化
E.X、Y、Z的浓度之比为1:1:2
(4)当反应达到平衡时,用Y表示的正反应速率v(正)与用Z表示的逆反应速率v(逆)的关系是2v正(Y)=v逆(Z).
(5)为使该反应的反应速率增大,可采取的措施是bcd.
a.恒容时充入Ne    b.适当升高温度
c.缩小容器的体积      d.选择高效催化剂.

分析 (1)由图象可以看出,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,则有Y:X:Z=(1.20mol-0.41mol):(1.0mol-0.21mol):1.58mol,据此可得出该反应的化学方程式;
(2)根据v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$计算反应开始到10s用X表示的反应速率;根据转化率=$\frac{{n}_{消耗}}{{n}_{总}}$×100%计算Y的转化率;
(3)可逆反应X(g)+Y(g)?2Z(g)达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各组分的浓度、百分含量不再变化,据此进行判断
(4)当达到平衡状态时,正逆反应速率相等,结合反应速率与化学计量数成正比分析;
(5)升高温度、增大压强、使用催化剂等都能够即可反应速率,据此进行解答.

解答 解:(1)由图象可以看出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,化学反应中各物质的物质的量变化量与化学计量数之比呈正比,
则有Y:X:Z=(1.20mol-0.41mol):(1.0mol-0.21mol):1.58mol=1:1:2,则反应的化学方程式为:X(g)+Y(g)?2Z(g),
故答案为:X(g)+Y(g)?2Z(g);
(2)反应开始到10s,用X表示的反应速率为:v(X)=$\frac{\frac{1.20mol-0.41mol}{2L}}{10s}$=0.0395 mol•(L•s)-1;
反应开始到10s时,Y的转化率为:$\frac{1.0mol-0.21mol}{1.0mol}$×100%=79%,
故答案为:0.0395 mol•(L•s)-1;79%;
(3)发生反应为:X(g)+Y(g)?2Z(g),
A.当X与Y的反应速率之比为1:1,无法判断正逆反应速率是否相等,则无法判断是否达到平衡状态,故A错误;
B.在混合气体中X的质量百分数保持不变,说明各组分的浓度不再变化,则该反应达到平衡状态,故B正确;
C.混合气体的平均摩尔质量不随时间的变化而变化,不能判定平衡,故C错误;
D.该反应前后气体的总质量始终不变,而容器容积不变,则混合气体的密度为定值,不能根据密度判断平衡状态,故D错误;
E.X、Y、Z的浓度之比为1:1:2,无法判断各组分的浓度是否发生变化,则无法判断是否达到平衡状态,故E错误;
故答案为:B;                        
(4)当反应达到平衡时,正反应速率与逆反应速率相等,Y、Z的化学计量数之比=1:,2,则用Y表示的正反应速率v(正)与用Z表示的逆反应速率v(逆)的关系为:2v正(Y)=v逆(Z ),
故答案为:2v正(Y)=v逆(Z );          
(5)a.恒容时充入Ne,各组分的浓度不变,则反应速率不变,故a错误;    
b.适当升高温度,可以即可反应速率,故b正确;
c.缩小容器的体积,增大了压强,反应速率加快,故c正确;     
d.选择高效催化剂,可以加快反应速率,故d正确;
故答案为:bcd.

点评 本题考查较为综合,涉及化学平衡及其影响、化学反应速率计算、化学平衡状态判断、影响化学反应速率因素等知识,明确影响化学平衡、化学反应速率的因素为解答关键,试题知识点较多,充分考查了学生的分析、理解能力及综合应用能力.

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