Question

化学反应的速率和限度对人类生产生活有重要的意义。

(1)已知Na₂S₂O₃＋H₂SO₄=Na₂SO₄＋S↓＋SO₂＋H₂O。甲同学通过测定该反应发生时溶液变浑浊的时间，研究外界条件对化学反应速率的影响，设计实验如下(所取溶液体积均为2 mL)：

实验编号	温度/℃	c(Na2S2O3)/mol·L^－^1	c(H2SO4)/mol·L^－^1
Ⅰ	25	0.1	0.1
Ⅱ	25	0.2	0.1
Ⅲ	50	0.2	0.1

①上述实验中溶液最先变浑浊的是______（填实验编号，下同）。

②为探究浓度对化学反应速率的影响，应选择______和______。

(2)某温度下，在1 L密闭容器中，发生反应：2X(g)＋Y(g)2Z(g)，X的物质的量随时间的变化如下表：

时间/s	0	1	2	3	4	5
X的物质的量/mol	0.02	0.01	0.008	0.007	0.007	0.007

①用X的浓度变化表示0～2 s的平均化学反应速率为______mol/(L·s)。

②在3 s以后X的浓度不再改变，反应达到了______状态。

③能说明该反应已达到化学平衡状态的是______(填序号)。

A．v_正(X)=v_逆(X)

B．单位时间内有2 mol X生成同时有1 mol Y生成

C．X、Y、Z的分子数之比为2∶1∶2

Answer

III I II 0.006 平衡状态 A

【解析】

(1)①根据浓度、温度对化学反应速率的影响大小分析判断；

②要探究浓度对化学反应速率的影响，应该采用控制变量方法分析；

(2)①根据0～2 s内X的浓度变化，利用速率定义式计算；

②根据可逆反应的特点判断；

③根据平衡状态的特征判断平衡状态。

(1)①根据表格数据可知实验I、II的反应温度相同，硫酸的浓度相同，不同点是Na2S2O3的浓度不同；而实验III的温度与实验II的反应温度不同，其它外界条件都相同。由于温度对化学反应速率的影响大于浓度改变对化学反应速率的影响，所以反应速率最快的是实验III，因此实验III最先观察到产生S单质，而出现浑浊现象；

②要探究浓度对化学反应速率的影响，应该采取相同的反应温度，只改变一种反应物的浓度，观察浓度与反应速率的关系。根据表格数据可知：实验I、II的反应温度相同，硫酸的浓度相同，不同点是Na2S2O3的浓度不同，是探究Na2S2O3的浓度对化学反应速率的影响，故合理选项是实验I、II；

(2)①根据表格数据可知：在0～2 s内X的物质的量变化了△n(X)=0.02 mol-0.008 mol=0.01 2 mol，容器的容积是1 L，所以△c(X)=0.012 mol÷1 L=0.012 mol/L，故用X的浓度变化表示的反应速率v(X)==0.006 mol/(L·s)；

②可逆反应进行的最大程度就是达到了该条件下的化学反应限度，即化学平衡状态，此时反应体系中的任何物质的物质的量不变。由表格数据可知在反应进行到第3 s时，X的物质的量不再发生变化，说明此时反应达到了平衡状态；

③A．若v正(X)=v逆(X)，说明X的消耗速率与产生速率相等，X的浓度不再发生变化，反应达到了平衡状态，A正确；

B．由于X、Y都是反应物，二者的化学计量数的比是2：1，因此在任何情况下，单位时间内有2 mol X生成同时有1 mol Y生成，表示的都是反应逆向进行，与平衡状态无关，B错误；

C．X、Y、Z的分子数之比为2∶1∶2，此时反应可能处于平衡状态，也可能未处于平衡状态，这与反应开始时加入的反应物的多少及反应条件有关，因此不能据此判断反应是否为平衡状态，C错误；

故合理选项是A。