Question

在如图所示的恒温、恒压密闭容器中加入2mol X和2mol Y，发生如下反应并达到平衡（X、Y状态未知）：2X(？)+Y(？) a Z(g)。起始时容器的体积为V L，达到平衡时X、Y、Z的物质的量之比为1：3：2，且容器的体积仍然为V L。请回答下列问题：

（1）a = _________________；

（2）平衡时Y的转化率=________________

（3）X的状态为______________，Y的状态为______________（填“气态”或“非气态”）

（4）下列叙述中，能说明上述反应达到平衡状态的是____________（填编号）

a．气体密度不变               b．单位时间内消耗2mol X，同时生成amol Z

c．Y的转化率不再变化        d．Z的浓度不再变化

e．气体的质量不随时间的变化而变化

Answer

1 40% 非气态 气态 acde

【解析】

可以利用三段式解答。

假设消耗的Y的物质的量为x，则消耗的X的物质的量为3x，生成的Z的物质的量为ax：

由于达到平衡时X、Y、Z的物质的量之比为1：3：2，所以有，，解出x=0.8，a=1。

（1）a =1；

（2）平衡时Y的转化率=。

（3）反应开始时的体积和平衡后的体积相等，说明反应前后气体系数之和相等。a=1，所以X为非气态，Y为气态。故答案为：非气态，气态。

（4）a．气体密度等于气体的总质量除以容器的体积，由于该反应有非气体参加，所以气体总质量在未平衡前是变化的，但容器体积不变，所以气体密度在未平衡前是一变量，平衡后密度才不变，可以用气体密度不变判断反应达到平衡状态；

b．单位时间内消耗2mol X，同时生成amol Z，都是正向反应，并没有指明正逆反应速率相等，故不能判断反应是否平衡；

c．当反应物的转化率不再变化时，说明反应达到了平衡状态；

d．某气体物质的浓度不再变化，可以证明反应达到了平衡状态；

e．由于该反应有非气体参加，所以气体总质量在未平衡前是变化的，所以当气体的质量不随时间的变化而变化时反应即达到了平衡状态。

故选acde。