Question

某温度时，在一个容积为2L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图1所示．根据图中数据，试填写下列空白：

（1）该反应的化学方程式为．______（2）反应开始至2min，气体Z的平均反应速率为．______

（3）若X、Y、Z均为气体，能充分说明此反应已达到平衡的标志是 ______ （填编号）

①各组分的物质的量浓度不再改变

②体系的压强不再发生变化

③混合气体的密度不变

④单位时间内消耗nmolY的同时，生成2nmolZ

⑤3V_正（X）=V_逆（Y）

⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变

（4）若上述反应在2min后的t₁～t₆内反应速率与反应时间图象如图2，在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素，正确的是 ______ A．在t₁时增大了压强B．在t₃时加入了催化剂C．在t₄时减少了生成物D．t₂～t₃时X的转化率最高．

Answer

3X+Y⇌2Z 0.05mol•L-1•min-1 ①②⑥ B

【解析】（1）由图象可知X、Y为反应物，Z为生成物，X、Y、Z的化学计量数之比等于它们的物质的量变化之比为0.3：0.1：0.2=3：1：2，所以方程式为3X+Y⇌2Z；（2）v（Z）=0.2mol/(

2L×2min)=0.05 mol•L-1•min-1；（3）①各组分的物质的量浓度不再改变说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，正确；②正方应体积减小，体系的压强不再发生变化说明反应达到平衡状态，正确；③密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，因此混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态，错误；④根据方程式可知单位时间内消耗nmolY的同时，一定生成2nmolZ，不能据此说明反应达到平衡状态，错误；⑤3V正（X）=V逆（Y）表示正逆反应速率，但不能满足反应速率之比消耗相应的化学计量数之比，说明反应没有达到平衡状态，错误；⑥合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值，质量不变，但物质的量是变化的，所以混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明反应达到平衡状态，正确，答案选①②⑥；（4）根据图象，t1时增大了生成物的浓度，平衡逆向移动；t3时加入了催化剂，平衡不移动；t4时应为减小压强，平衡逆向移动，故B选项正确，答案选B。

点睛：该题通过图象中物质的物质的量的变化，来考查化学平衡的移动、化学反应速率计算，平衡状态判断。难点就是平衡状态判断，可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据：①正反应速率和逆反应速率相等。②反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态，对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了，即说明可逆反应达到了平衡状态。判断化学反应是否达到平衡状态，关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化。