Question

Ⅰ、某温度时，在一个 10L 的恒容容器中，X、Y、Z 均为气体，三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据填空：

(1)该反应的化学方程式为：________________________。

(2)反应开始至 2min，以气体 Z 表示的平均反应速率为：____________________。

(3)将 a mol X 与 b mol Y 的混合气体发生上述反应，反应到某时刻各物质的量恰好满足：n(X)=n(Y)=2n(Z)，则原混合气体中 a∶b=________。

Ⅱ、在恒温恒容的密闭容器中，当下列物理量不再发生变化时：

①混合气体的压强，②混合气体的密度，③混合气体的总物质的量，④混合气体的平均相对分子质量，⑤混合气体的颜色，⑥各反应物或生成物的反应速率之比等于化学计量数之比。

(1)一定能证明2SO₂(g)+O₂(g) ⇌2SO₃(g)达到平衡状态的是 __________________填序号，下同)。

(2)一定能证明 I₂(g)+H₂(g)⇌2HI(g)达到平衡状态的是____________________。

(3)一定能证明 A(s)+2B(g)⇌C(g)+D(g)达到平衡状态的是_________________(B、C、D 均无色)。

Answer

3X+Y2Z 0.01mol·L-1·min-1 7:5 ①③④ ⑤ ②④

【解析】

Ⅰ、(1)同一反应中不同物质反应速率之比等于计量数之比，据图可知相同时间内X、Y、Z的物质的量变化为0.3mol、0.1mol、0.2mol，则反应速率之比为3:1:2，且X和Y的物质的量减少，应为反应物，Z的物质的量增加，应为生成物，所以方程式为3X+Y2Z；

(2)反应开始至2min，△n(Z)=0.2mol，容器体积为10L，所以v(Z)==0.01mol·L-1·min-1；

(3)a mol X 与 b mol Y 的混合气体发生上述反应，设Y的转化量为x，列三段式有：

所以有 ，解得a：b=7:5；

Ⅱ、(1)①恒容容器中进行反应，该反应前后气体的系数之和不相等，所以未平衡时压强会变，压强不变时说明反应平衡，故①选；

②气体总体积不变，反应物和生成物均为气体，则总质量不变，所以混合气体的密度一直不变，故②不选；

③该反应前后气体的系数之和不相等，所以未平衡时气体总物质的量会变，故③选；

④气体总质量不变，气体总的物质的量会变，所以未平衡时混合气体的平均相对分子质量会变，故④选；

⑤反应物和生成物均为无色，体系颜色不发生改变，故⑤不选；

⑥反应只要进行，各反应物或生成物的反应速率之比就等于化学计量数之比，故⑥不选；

综上所述选①③④；

(2)①恒容容器中进行反应，该反应前后气体的系数之和相等，所以压强一直不变，故①不选；

②气体总体积不变，反应物和生成物均为气体，则总质量不变，所以混合气体的密度一直不变，故②不选；

③该反应前后气体的系数之和相等，所以气体的物质的量一直不变，故③不选；

④气体总质量不变，气体总的物质的量也不变，所以混合气体的平均相对分子质量一直不变，故④不选；

⑤I2蒸气有颜色，所以平衡正向移动颜色变浅，逆向移动颜色加深，体系颜色不发生改变说明反应到达平衡，故⑤选；

⑥反应只要进行，各反应物或生成物的反应速率之比就等于化学计量数之比，故⑥不选；

综上所述选⑤；

(3)①恒容容器中进行反应，该反应前后气体的系数之和相等，所以压强一直不变，故①不选；

②气体总体积不变，反应物中有气体，所以未平衡时气体总质量会变，即密度会变，所以密度不变时说明反应平衡，故②选；

③该反应前后气体的系数之和相等，所以气体的物质的量一直不变，故③不选；

④气体总质量改变，气体总的物质的量不变，所以未平衡时混合气体的平均相对分子质量会变，故④选；

⑤反应物和生成物均为无色，体系颜色不发生改变，故⑤不选；

⑥反应只要进行，各反应物或生成物的反应速率之比就等于化学计量数之比，故⑥不选；

综上所述选②④；