Question

3．解答下列問題：
Ⅰ．某同學做如下實驗（圖1），以檢驗反應中的能量變化．

（1）實驗中發現反應后（a）中溫度升高，由此可以判斷（a）中反應是放熱反應；該反應中化學能轉化成熱能．
（2）（b）中溫度降低，下列各圖（圖2）所表示的反應是（b）反應的是A．
Ⅱ．一定溫度下，在2L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質的量隨時間變化的曲線如圖3所示．
（1）該反應中X和Y是反應物，反應是可逆反應．
（2）反應開始到10s，用Z表示的反應速率為0.079mol/（L•s）
（3）反應開始到10s時，Y的物質的量濃度減少了0.395 mol/L
（4）反應的化學方程式為X+Y?2Z．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）實驗中發現反應后（a）中溫度升高，由此可以判斷（a）中反應放出了熱量，使溶液的溫度升高，所以該反應是放熱反應；反應后溫度升高說明化學能轉化為熱能；
（2）（b）中溫度降低，根據能量守恒定律，（b）中反應物的總能量應該低于生成物的能量，不足的能量從環境中吸收，所以使環境的溫度降低；
Ⅱ．（1）圖象分析可知Z物質的量增大，XY物質的量減小，則XY為反應物，Z為生成物，10s后物質的量不再變化說明達到平衡狀態，反應為可逆反應；
（2）根據v=$\frac{△c}{△t}$計算化學反應速率；
（3）根據平衡圖象計算物質的量濃度；
（4）根據化學反應中各物質的物質的量變化量與化學計量數之比呈正比書寫化學方程式．

解答 解：（1）通過實驗測出，反應前后a燒杯中的溫度升高，根據溫度升高，反應放熱，反應后溫度升高說明化學能轉化為熱能，
故答案為：放；化學；熱；
（2）b燒杯中的溫度降低，溫度降低，反應吸熱，所以Al跟鹽酸的反應是放熱反應，b是吸熱反應，反應物總能量低于生成物，圖象中A符合，
故答案為：A；
 II．（1）圖象分析可知Z物質的量增大，XY物質的量減小，則XY為反應物，Z為生成物，10s后物質的量不再變化說明達到平衡狀態，XYZ物質的量不隨時間變化，證明反應為可逆反應，
故答案為：X和Y；可逆；
（2）反應開始到10s，用Z表示的反應速率為：v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{1.58mol}{2L}}{10s}$=0.079mol/（L•s），
故答案為：0.079；
（3）反應開始到10s時，Y物質的量減少1mol-0.21mol=0.79mol，Y的物質的量濃度減少=$\frac{0.79mol}{2L}$=0.395mol/L，
故答案為：0.395；
（4）由圖象可以看出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，
化學反應中各物質的物質的量變化量與化學計量數之比呈正比，
則有Y：X：Z=（1.20mol-0.41mol）：（1.0mol-0.21mol）：1.58mol=1：1：2，則反應的化學方程式為X+Y?2Z，故答案為：X+Y?2Z．
故答案為：X+Y?2Z；

點評 本題考查學生根據實驗現象判斷放熱與吸熱反應、原電池原理、物質的量隨時間的變化曲線，以及化學平衡的計算，注意放熱反應反應物總能量高于生成物，斷鍵吸收能量少于成鍵放出能量，題目難度中等，注意把握化學方程式的判斷方法．