Question

某反应在体积为5L的恒容密闭的绝热容器中进行，各物质的量随时间的变化情况如下图所示（已知A、B、C均为气体）。

(1) 该反应的化学方程式为____。

(2) 反应开始至2分钟时，B的平均反应速率为____。

(3) 能说明该反应已达到平衡状态的是______。

Ａ．υ（A）＝2υ（B）              B．容器内气体密度不变

C．υ逆（A）＝υ正（C）             D．各组分的物质的量相等

E. 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

(4) 由图求得平衡时Ａ的转化率为____。

(5)为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，某同学设计了如下一系列的实验：将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的容器中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。

①请完成此实验设计，其中：V₁=____，V₆=____。

②该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO₄溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO₄溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因____。

Answer

2A + B 2C 0.1mol.(L·min) －1 C、E 40% 30 10 当加入一定量CuSO4后，生成的单质Cu沉积在Zn表面，降低了Zn与H2SO4溶液的接触面积

【解析】(1)由图象可以看出，A、B的物质的量逐渐减小，则A、B为反应物，C的物质的量逐渐增多，所以C为生成物，当反应到达2min时，△n(A)=2mol，△n(B)=1mol，△n(C)=2mol，化学反应中，各物质的物质的量的变化值与化学计量数呈正比，则△n(A)：△n(B)：△n(C)=2：1：2，所以反应的化学方程式为：2A+B⇌2C；
(2)由图象可以看出，反应开始至2分钟时，△n(B)=1mol，B的平均反应速率为：=0.1mol/(L•min)；
(3)A．v(A)=2v(B)不能说明正反应和逆反应的关系，故无法判断反应是否达到平衡，故A错误；B．容器内气体的总质量不变，体积不变，混合气体的密度始终不变，无法判断是否达到平衡状态，故B错误；C．在该反应中A和C的计量数相等，当v逆(A)=v正(C)时，正逆反应速率相等，说明反应已达平衡状态了，故C正确；D．容器内各物质的物质的量相等，不能说明各组分的浓度不再变化，无法判断是否达到平衡状态，故D错误；E．混合气体的质量始终不变，气体的总物质的量不确定，当混合气体的平均相对分子质量不再改变，可说明此时是平衡状态，故E正确；答案为CE；

(4)平衡时A的转化率为×100%=40；

(5)①要对比试验效果，那么除了反应的物质的量不一样以外，要保证其它条件相同，而且是探究硫酸铜量的影响，那么每组硫酸的量要保持相同，六组反应的总体积也应该相同．A组中硫酸为30ml，那么其它组硫酸量也都为30ml．而硫酸铜溶液和水的总量应相同，F组中硫酸铜20ml，水为0，那么总量为20ml，所以V6=10ml，V1=30ml；
②因为锌会先与硫酸铜反应，直至硫酸铜反应完才与硫酸反应生成氢气，硫酸铜量较多时，反应时间较长，而且生成的铜会附着在锌片上，会阻碍锌片与硫酸继续反应，氢气生成速率下降。

点睛：化学平衡的标志有直接标志和间接标志两大类。一、直接标志：正反应速率=逆反应速率，注意反应速率的方向必须有正向和逆向。同时要注意物质之间的比例关系，必须符合方程式中的化学计量数的比值。二、间接标志：1．各物质的浓度不变。2．各物质的百分含量不变。3．对于气体体积前后改变的反应，压强不变是平衡的标志。4．对于气体体积前后不改变的反应，压强不能做标志。5．对于恒温恒压条件下的反应，气体体积前后改变的反应密度不变是平衡标志。6．对于恒温恒容下的反应，有非气体物质的反应，密度不变是平衡标志。