Question

19．一定温度下，在容积为VL的密闭容器里进行反应：aN（g）?bM（g），M、N的物质的量随时间的变化曲线如图所示：
（1）此反应的化学方程式中a：b=2：1
（2）t₁到t₂时刻，以M的浓度变化表示的平均反应速率为$\frac{1}{（{t}_{2}-{t}_{1}）V}$mol/（L．min）
（3）t₁时N的转化率为：25%
（4）下列①→⑩的说法中可以证明 H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）已达平衡状态的是：②、⑦、⑨
①单位时间内生成n molH₂ 的同时生成n mol HI
②一个H-H 键断裂的同时有两个H-I键断裂
③质量分数：w（HI）=w（I₂）
④容器内HI（g）、H₂ （g）、I₂ （g）共存
⑤c（HI）：c（H₂）：c（I₂）=2：1：1
⑥温度和体积一定时，容器内压强不再变化
⑦温度和体积一定时，HI（g）浓度不再变化
⑧温度和压强一定时，混合气体的平均摩尔质量不再变化
⑨温度和压强一定时，混合气体的颜色不再发生变化
⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化．

Answer 1

分析 （1）根据图象知，反应达到平衡状态时，△n（N）=（8-2）mol=6mol，△n（M）=（5-2）mol=3mol，相同时间内不同物质的物质的量变化量之比等于其计量数之比；
（2）t₁到t₂时刻，以M的浓度变化表示的平均反应速率=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$；
（3）t₁时N的转化率=$\frac{（8-6）mol}{8mol}$×100%；
（4）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变．

解答 解：（1）根据图象知，反应达到平衡状态时，△n（N）=（8-2）mol=6mol，△n（M）=（5-2）mol=3mol，相同时间内不同物质的物质的量变化量之比等于其计量数之比，所以N、M的计量数之比=6mol：3mol=2：1，
故答案为：2：1；
（2）t₁到t₂时刻，以M的浓度变化表示的平均反应速率=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{4-3}{V}}{{t}_{2}-{t}_{1}}$mol/（L．min）=$\frac{1}{（{t}_{2}-{t}_{1}）V}$mol/（L．min），
故答案为：$\frac{1}{（{t}_{2}-{t}_{1}）V}$mol/（L．min）；
（3）t₁时N的转化率=$\frac{（8-6）mol}{8mol}$×100%=25%，
故答案为：25%；
（4）①单位时间内生成n molH₂ 的同时生成n mol HI，同时生成消耗0.5nmol氢气，正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，故错误；
②一个H-H 键断裂的同时有两个H-I键断裂，同时生成一个H-H键，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故正确；
③质量分数：w（HI）=w（I₂），该反应可能达到平衡状态，也可能没有达到平衡状态，与反应初始浓度及转化率有关，故错误；
④容器内HI（g）、H₂ （g）、I₂ （g）共存时该反应不一定达到平衡状态，故错误；
⑤c（HI）：c（H₂）：c（I₂）=2：1：1，该反应可能达到平衡状态，也可能没有达到平衡状态，与反应初始浓度及转化率有关，故错误；
⑥温度和体积一定时，容器内压强始终不变，不能据此判断平衡状态，故错误；
⑦温度和体积一定时，HI（g）浓度不再变化，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故正确；
⑧温度和压强一定时，混合气体的平均摩尔质量始终不变，不能据此判断平衡状态，故错误；
⑨温度和压强一定时，混合气体的颜色不再发生变化，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故正确；
⑩温度和压强一定时，容器体积与气体物质的量成正比，反应前后气体总物质的量不变，所以容器体积不变，则密度始终不变，不能据此判断平衡状态，故错误；
故选：②、⑦、⑨．

点评 本题考查图象分析及化学平衡有关知识，为高频考点，明确化学平衡状态特征、化学反应速率计算方法是解本题关键，注意化学平衡状态判断依据的正确选取，题目难度不大．