Question

14．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：此時體系的壓強是開始時的0.9倍．
（4）若X、Y、Z均為氣體，反應達平衡后保持恒容狀態，向此容器中通入X、Y各1.0mol，則平衡向正反應方向移動（填“正反應”或“逆反應”）．若升高溫度平衡正向移動，則逆反應為放熱反應（填“吸熱”或“放熱”）

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）恒溫恒容條件下，氣體的物質的量之比等于其壓強之比；
（4）向此容器中再通入X、Y各1.0mol，反應物濃度增大，平衡向著正向移動；升高溫度平衡向著吸熱反應移動，據此進行解答．

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）從開始至2min，Z的平均反應速率為為：v（Z）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{2min}$=0.05mol/（L•min），故答案為：0.05mol/（L•min）；
（3）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；
（4）若X、Y、Z均為氣體，反應達平衡后保持恒容狀態，向此容器中通入X、Y各1.0mol，反應物濃度增大，平衡向著正反應方向移動；
若升高溫度平衡正向移動，說明正反應為吸熱反應，則逆反應為放熱反應，
故答案為：正反應；放熱．

點評 本題考查了物質的量隨時間變化的曲線、化學平衡的計算，題目難度中等，明確曲線變化的含義、影響化學平衡的因素為解答關鍵，注意掌握化學反應速率的概念及表達式，試題培養了學生的分析能力及化學計算能力．