Question

某溫度時，在一個2L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示。根據圖中數據，試填寫下列空白：

（1）該反應的化學方程式為                   ；
（2）從開始至2min，Z的平均反應速率為           ；
（3）3min時，混合物中X的物質的量濃度為                 。
（4）2分鐘后X、Y、Z各物質的量不再隨時間的變化而變化，說明在這個條件下，反應已達到了                  狀態。
（5）下列敘述能說明上述反應達到平衡狀態的是                   （填序號）

A．X、Y、Z的物質的量之比為1∶2∶3

B．混合氣體的壓強不隨時間的變化而變化

C．單位時間內每消耗3 mol X，同時生成2 mol Z

D．混合氣體的總質量不隨時間的變化而變化

E．混合氣體的總物質的量不隨時間的變化而變化
F．混合氣體的平均相對分子質量不再隨時間的變化而變化
G．混合氣體的密度不再隨時間的變化而變化
H．2υ_正（X）= 3υ_逆（Z）

Answer 1

（5分）（1）3X+Y2Z；（2）0.05mol/(L·min)；（3）0.35mol/L；
（4）化學平衡；（5）BEFH

試題分析：（1）根據圖像可知，反應進行到2min時物質的濃度不再發生變化，說明反應達到平衡狀態。此時消耗X和Y的物質的量分別是0.3mol、0.1mol，生成Z的物質的量是0.2mol，所以根據變化量之比是相應的化學計量數之比可知，該反應的化學方程式是3X＋Y2Z。
（2）從開始至2min，Z的平均反應速率為＝0.05mol/(L·min)。
（3）3min時，混合物中X的物質的量濃度為0.7mol÷2L＝0.35mol/L。
（4）2分鐘后X、Y、Z各物質的量不再隨時間的變化而變化，說明在這個條件下，反應已達到了平衡狀態。
（5）在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質的濃度或含量不再發生變化的狀態，稱為化學平衡狀態。平衡時各種物質的濃度不再發生變化，但各種的濃度之間不一定滿足某種關系，A不能說明。該反應是體積減小的可逆反應，所以當壓強或物質的量不再發生變化時可以說明，BE正確。C中反應速率的方向相同，速率之比是相應的化學計量數之比，因此C中的關系始終是成立，不正確。根據質量守恒定律可知，D中的關系始終是成立的，不能說明。混合氣的平均相對分子質量是混合氣的質量和混合氣的總的物質的量的比值，質量不變，但物質的量是變化的，所以F可以說明。密度是混合氣的質量和容器容積的比值，在反應過程中質量和容積始終是不變的，G不正確，H中反應速率的方向相反，且滿足速率之比是相應的化學計量數之比，正確，因此答案選BEFH。
點評：該題是中等難度的試題，試題基礎性強，在注重對學生基礎知識鞏固和訓練的同時，側重對學生能力的培養，有利于培養學生的邏輯推理能力和規范的答題能力。該題的難點是平衡狀態的判斷。