Question

某温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体随时间变化的曲线如图所示。

请回答下列问题：

(1)由图中数据分析：该反应的化学方程式为__________________________。

(2)反应开始至2 min，Z的平均反应速率为________。

(3)5 min时Z的生成速率与6 min时Z的生成速率相比较，前者________后者(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(4)上述反应过程中，如果降低温度，则其反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变)。如果使用合适的催化剂，则其反应速率________ (填“增大”、“减小”或“不变)。

(5)下列各项中不可以说明上述反应达到平衡的是________(填字母)。

a．混合气体的密度不变

b．混合气体的压强不变

c．同一物质的正反应速率等于逆反应速率

d．X的浓度保持不变

e．生成1 mol Z和同时生成1.5 mol X

f．X、Y、Z的反应速率之比为3∶1∶2

Answer

3X+Y 2Z 0.05 mol.L-1.min-1 等于 减小 增大 a、f

【解析】（1）由图象可以看出，反应中X、Y的物质的量减少，应为反应物，Z的物质的量增多，应为生成物，当反应进行到5min时，△n（Y）=0.2mol，△n（Z）=0.4mol，△n（X）=0.6mol，则△n（Y）：△n（Z）：△n（X）=1：2：3，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，则反应的方程式为：3X+Y⇌2Z，故答案为：3X+Y⇌2Z；

（2）反应开始至2min末，Z的反应速率为：v===0.05mol/（L•min），故答案为：0.05mol/（L•min）；

（3）图象分析可知，反应到5min后，物质的量 不再发生变化，说明反应达到平衡状态，所以5min后Z的生成速率和5min末Z的生成速率相同，故答案为：等于；

（4）根据影响反应速率的因素，降低温度反应速率减小，如果使用合适的催化剂，则其反应速率增大，故答案为：减小；增大；

（5）a．气体质量和体积不变，无论该反应是否达到平衡状态，容器内密度始终不变，所以混合气体的密度不再变化不能判断平衡状态，故a错误；b．该反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应，当容器内压强保持不变时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，混合气体的压强不再变化说明反应达到平衡状态，故b正确； c．同一物质的正反应速率等于逆反应速率说明达到化学平衡状态，故c正确；d．各组分浓度不变达到化学平衡状态，所以X的浓度保持不变说明达到化学平衡状态，故d正确；e．生成1molZ和同时生成1.5molX，说明正逆反应速率相等，即达到化学平衡状态，故e正确；f．各组分反应速率之比等于其化学计量数之比，故X、Y、Z的反应速率之比为3：1：2，故f错误，故答案为：af。

点睛：本题主要考查了平衡状态的判断、反应速率的计算、气体压强之比等于物质的量之比等知识点。反应到达平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化。反应前后不改变的量不能作为判断化学平衡的依据。