量不变,可以说明反应达到了平衡状态。
③当给定的是密度不变时,要考虑容器体积和气体总质量变化,若二者都不变,则不能说明反应达到了平衡状态。
【例5】 某温度下,在2 L密闭容器中X、Y、Z三种物质(均为气态)间进行反应,其物质的量随时间的变化曲线如图。依图回答:
(1)该反应的化学方程式可表示为_______________________________________。 (2)反应起始至t1 min(设t1=5),Y的平均反应速率是_________________________。 (3)在t1 min时,该反应达到了________状态,下列可判断反应已达到该状态的是________(填字母)。 A.X、Y、Z的反应速率相等 B.X、Y的反应速率比为2∶3 C.混合气体的密度不变
D.生成1 mol Z的同时生成2 mol X
E.X、Y、Z物质的量之比等于化学方程式中计量数之比 F.混合气体的总压强不再发生改变
解析 (1)观察图像可得X的物质的量减少2.4 mol-1.6 mol=0.8 mol,X为反应物,Y的物质的量增加1.2 mol,Z的物质的量增加0.4 mol,Y、Z的物质的量增加,可判断Y、Z为生成物,在相同时间内,同一容器中,其速率之比等于化学方程式中计量数之比,等于物质的量变化之比,即v(X)∶v(Y)∶v(Z)=0.8 mol∶1.2 mol∶0.4 mol,反应达到t1时刻后,X、Y、Z共存,其物质的量不变可判断该反应为可逆反应,t1时刻达到了化学平衡,该反应的化学方程式为2X(g)??3Y(g)+Z(g)。(2)v(Y)=
1.2 mol-1-1
=0.12 mol·L·min。
2 L×5 min
(3)由反应方程式可知,达平衡时X、Y、Z的反应速率不相等;反应进行中,无论是否达到平衡X、Y的速率之比始终为2∶3;X、Y、Z均为气体,反应前后气体的质量不变,体积也不变,密度不变,根据密度不能判断反应是否达到平衡;生成1 mol Z是正反应方向,生成2 mol X是逆反应方向,v正=v逆,反应达到平衡;X、Y、Z物质的量之比与计量数比不等;根据反应方程式可知,该反应前后压强有变化,当压强不变时,反应达到了平衡。 答案 (1)2X(g)??3Y(g)+Z(g) (2)0.12 mol·L·min (3)化学平衡 DF 四、详析化学反应中热量的变化
我们在做化学实验时,经常会感受到有热量的变化,比如钠与水的反应等,其实在化学反应
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