Question

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：，则原混合气体中a：b= ________。

③一定能证明该反应达到平衡状态的是  ___________。

A 单位时间内生成3nmolX，同时消耗nmolY

B 某时刻X、Y、Z的浓度相等

C 混合气体的密度不变

D 混合气体的平均相对分子质量不变

E 各反应物或生成物的反应速率之比等于化学计量数之比

④在其他条件不变时，若改变下列条件，能使生成Z的速率变大的是________

A 升高温度

B 增大X的浓度

C 使用催化剂

D 恒容下充入Ne(不参与体系反应)

Answer

3X+Y2Z 7：5 AD ABC

【解析】

①据图可知反应过程中X、Y的物质的量减少，所以X、Y为反应物，Z为生成物，且最终三种物质同时存在，说明为可逆反应，相同时间内△n(X)：△n(Y)：△n(Z)=0.3mol:0.1mol:0.2mol=3:1:2，所以化学方程式为3X+Y2Z；

②设此时△n(Y)=x，则根据方程式可知△n(X)=3x，△n(Z)=2x，则此时容器中n(X)=a-3x，n(Y)=b-x，n(Z)=2x，根据题意a-3x=b-x=2x×2，则a=7x，b=5x，所以原混合气体中a：b=7：5；

③A．生成X为逆反应，消耗Y为正反应，单位时间内生成3nmolX，同时消耗nmolY，即正逆反应速率相等，说明反应达到平衡，故A正确；

B．反应过程中可能出现某时刻X、Y、Z的浓度相等，但这不能说明浓度不再改变，不能说明反应达到平衡，故B错误；

C．反应物和生成物均为气体，所以气体总质量不变，容器恒容，则密度始终不变，故C错误；

D．该反应前后气体系数之和不同，所以气体的物质的量会变，但气体总质量不变，所以未平衡时气体的平均相对分子质量发生改变，当该值不变时，说明平衡，故D正确；

E．只要反应发生，各反应物或生成物的同一方向的反应速率之比就等于化学计量数之比，不能说明反应平衡，故E错误；

综上所述选AD；

④A．升高温度，活化分子百分比变大，反应速率加快，故A正确；

B．增大X的浓度，正反应速率增大，即生成Z的速率变大，故B正确；

C．使用催化剂可以同时增大正逆反应速率，故C正确；

D．恒容条件下充入Ne，参与反应的各物质的浓度没有变化，所以反应速率不变，故D错误；

综上所述选ABC。