Question

9．某溫度時，在一個2L的密閉容器中，X、Y、Z三種物質的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示．根據圖中數據，試填寫下列空白：
（1）該反應的化學方程式為3X+Y?2Z；
（2）從開始至2min，Z的平均反應速率為0.05mol/（L．min）；
（3）若X、Y、Z均為氣體，反應達平衡時：
①此時體系的壓強是開始時的0.9倍；
②若此時只將容器的體積擴大為原來的2倍，達新平衡時，容器內溫度將降低（容器不與外界進行熱交換），則該反應為放熱反應（填“放熱”或“吸熱”）；達新平衡時，容器內混合氣體的平均分子量比原平衡時減小（填增大、減小或相等）．
（4）此反應達平衡后，若只加大體系壓強，Z的物質的量減少，若Y是氣體，則X的聚集狀態是固態或液態．

Answer 1

分析 根據圖象知，隨著反應進行，X、Y的物質的量減少而Z物質的量增大，說明X、Y是反應物而Z是生成物，
（1）達到平衡狀態時，參加反應的△n（X）=（1.0-0.7）mol=0.3mol、△n（Y）=（1.0-0.9）mol=0.1mol、△n（Z）=（0.2-0）mol=0.2mol，同一反應中同一時間段內參加反應的各物質的物質的量之比等于其計量數之比，所以X、Y、Z的計量數之比=0.3mol：0.1mol：0.2mol=3：1：2，據此書寫方程式；
（2）Z的平均反應速率=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$；
（3）①恒溫恒容條件下，氣體的物質的量之比等于其壓強之比；
②根據溫度與化學平衡的關系判斷；根據質量、物質的量、摩爾質量的關系判斷；
（4）根據壓強對化學平衡的影響判斷．

解答 解：根據圖象知，隨著反應進行，X、Y的物質的量減少而Z物質的量增大，說明X、Y是反應物而Z是生成物，
（1）達到平衡狀態時，參加反應的△n（X）=（1.0-0.7）mol=0.3mol、△n（Y）=（1.0-0.9）mol=0.1mol、△n（Z）=（0.2-0）mol=0.2mol，同一反應中同一時間段內參加反應的各物質的物質的量之比等于其計量數之比，所以X、Y、Z的計量數之比=0.3mol：0.1mol：0.2mol=3：1：2，所以該反應方程式為3X+Y?2Z，
故答案為：3X+Y?2Z；
（2）Z的平均反應速率=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.2}{2}}{2}$=0.05mol/（L．min），故答案為：0.05mol/（L．min）；
（3）①根據圖象知，未反應時混合氣體的物質的量=（1.0+1.0）mol=2.0mol，平衡狀態混合氣體物質的量=（0.9+0.7+0.2）mol=1.8mol，恒溫恒容條件下，氣體的物質的量之比等于其壓強之比，所以平衡狀態體系壓強是開始時的$\frac{1.8mol}{2.0mol}$=0.9倍，故答案為：0.9；
②增大體積，容器內壓強減小，減小壓強，平衡向逆反應方向移動，溫度降低，說明逆反應吸熱，所以正反應放熱；
達新平衡時，混合氣體的物質的量增大，混合物的質量不變，所以其平均摩爾質量減小，即相對分子質量減小．
故答案為：放熱；減小；
（4）只加大體系壓強，Z的物質的量減少，說明平衡向逆方向移動，即生成物的氣體計量數大于反應物的，如Y是氣體，那么X的聚集狀態一定是固態或液態，
故答案為：固態或液態．

點評 本題考查圖象分析，側重考查學生分析及計算能力，明確曲線變化趨勢含義、物質的量變化量與其計量數的關系即可解答，難點是（3）①題計算，題目難度中等．