Question

15．活動與探究
Ⅰ．利用NO₂平衡氣體遇熱顏色加深、遇冷顏色變淺來指示放熱過程和吸熱過程．
（1）按圖1所示將實驗裝置連接好．
（2）向其中一個燒杯的水中投入一定量的CaO固體，CaO與水反應放熱，（填“吸熱或放熱”）此燒杯中NO₂的平衡混合氣體的紅棕色變深．（填“深或淺”）

Ⅱ．某溫度時，在2L的密閉容器中，X、Y、Z三種物質的量隨時間的變化曲線如圖2所示．
（1）由圖中所給數據進行分析，該反應的化學方程為X+3Y 2Z；
（2）X、Y、Z三種氣體物質間的反應達到化學平衡時，下列說法正確的是C
A、X、Y、Z三種物質的濃度一定相等
B、X、Y全部變成了Z
C．反應混合物中Y的轉化率不再變化
D．反應已經停止
（3）X的轉化率是30%．

Answer 1

分析 I．（2）CaO與水反應生成氫氧化鈣，為化合反應，據此分析反應吸放熱；NO₂氣體中存在平衡：2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0，故升高溫度，平衡左移，據此分析；
II．（1）根據物質的量的變化判斷反應物和生成物，根據物質的量的變化之比等于化學計量數之比書寫方程式；
（2）反應達平衡時，正反應速率等于逆反應速率，故任何一種物質的生成速率和其消耗速率相等，故任意一種物質的物質的量、物質的量濃度、質量分數、體積分數等均保持不變，據此分析；
（3）轉化率=$\frac{反應掉的物質的量}{總的物質的量}$×100%．

解答 解：I．（2）CaO與水反應生成氫氧化鈣，反應方程式為CaO+H₂O═Ca（OH）₂，該反應為化合反應，故為放熱反應；NO₂氣體中存在平衡：2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0，故升高溫度，平衡左移，NO₂的百分含量增大，故氣體顏色變深，
故答案為：放熱；深；
II．（1）由圖象可以看出，反應中X、Y的物質的量減小，Z的物質的量增多，則X、Y為反應物，Z為生成物，且△n（X）：△n（Y）：△n（Z）=0.1mol：0.3mol：0.2mol=1：3：2，則反應的化學方程式為：X+3Y 2Z，
故答案為：X+3Y 2Z；
（2）反應達平衡時，正反應速率等于逆反應速率，故任何一種物質的生成速率和其消耗速率相等，故任意一種物質的物質的量、物質的量濃度、質量分數、體積分數等均保持不變．
A、X、Y、Z三種物質的濃度不再改變，但不一定相等，故A錯誤；
B、存在化學平衡的反應為可逆反應，故均進行不徹底，故X和Y不能完全轉化為Z，故B錯誤；
C．由于平衡時，任何一種物質的生成速率和其消耗速率相等，故反應混合物中Y的轉化率不再變化，故C正確；
D．反應達平衡時，反應沒有停止，只是正反應速率等于逆反應速率，故D錯誤；
故選C；
（3）X的轉化率=$\frac{反應掉的物質的量}{總的物質的量}$×100%=$\frac{0.3mol}{1mol}×100%$=30%，故答案為：30%．

點評 本題考查化學平衡圖象分析題目，題目難度不大，注意分析各物質的量的變化曲線，把握化學方程式的判斷方法．