Question

在一定温度下的2L密闭容器中，发生反应：X(g)+Y(g)2Z(g)，达到平衡时，各物质的平衡浓度为：c(X)=0.8mol/L；c(Y)=0.1mol/L；c (Z)=1.6mol/L。若用a、b、c分别表示X、Y、Z的起始的物质的量，回答下列问题：

（1）若在恒温恒容条件下进行反应X(g)+Y(g)2Z(g)，可判断该反应达到化学平衡状态的是_____

A．单位时间内生成n molX的同时生成2nmolZ

B．密闭容器中密度不再改变的状态

C．用X、Y、Z的物质的量浓度变化表示反应速率的比为1∶1∶2的状态

D．反应容器中Y的物质的量分数不再改变的状态

E．密闭容器中压强不再改变的状态

F．混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

（2）a、b应满足的关系是_________。

（3）a的取值范围是________。

Answer

AD a=b+1.4 1.4≤a≤3.2

【解析】

（1）反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化；

（2）X、Y、Z的物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，由X、Y的起始和平衡物质的量求算变化物质的量，得到a、b应满足的关系；

（2）可逆反应可以从正反应开始，也可以从逆反应开始，X、Y、Z的物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，由X、Y、Z的起始和平衡物质的量求算变化物质的量，得到a、b、c应满足的关系，由b≥0和c≥0得到a的取值范围。

（1）A、单位时间内生成n molX，同时生成2nmolZ，说明正反应速率等于逆反应速率，反应达到化学平衡状态；

B、根据质量守恒定律知，混合气体的总质量不变，容器的体积不变，所以密度始终不变，所以密度不再变化不能判断反应是否达到平衡状态；

C、没有指明是正反应速率，还是逆反应速率，不能说明达到平衡状态；

D、反应容器中Y的物质的量分数不再改变的状态，说明正反应速率等于逆反应速率，反应达到化学平衡状态；

E、该反应是气体体积不变的反应，压强始终不变，所以压强不再变化不能判断反应是否达到平衡状态；

F、根据质量守恒定律知，混合气体的总质量不变，反应前后气体物质的量不变，混合气体的平均相对分子质量始终不变，所以混合气体的平均相对分子质量不再变化不能判断反应是否达到平衡状态；

正确的为AD，故答案为AD；

（2）X、Y、Z的物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，X、Y的物质的量的变化量分别为：(a—1.6)mol、（b—0.2）mol，则(a—1.6)mol：（b—0.2）mol=1:1， a=b+1.4，故答案为a=b+1.4；

（3）X、Y、Z的物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，X、Y的物质的量的变化量分别为：(a—1.6)mol、（b—0.2）mol、（3.2—c）mol，(a—1.6)mol：（b—0.2）mol：（3.2-c）mol=1:1：2，b = a —1.4≥0，a≥1.4；(a—1.6)mol：（3.2—c）mol=1:2，c=6.4—2a≥0，a≤3.2，则1.4≤a≤3.2，故答案为1.4≤a≤3.2。