Question

10．某溫度時(shí)，在一個(gè)容積為2L的密閉容器中，X、Y、Z，三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，試填寫下列空白：
（1）該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3X+Y?2Z；
（2）反應(yīng)開始至2min，氣體Z的反應(yīng)速率為0.05mol•L^-1•min^-1；
（3）若X、Y、Z均為氣體，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)：
①壓強(qiáng)是開始時(shí)的0.9倍；
②若此時(shí)將容器的體積縮小為原來的 0.5倍，達(dá)到平衡時(shí)，容器內(nèi)溫度將降低（容器不與外界進(jìn)行熱交換），則該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”）．
（4）若X為固體、Y、Z為氣體，計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù)$\frac{1}{45}$．

Answer 1

分析 根據(jù)圖知，隨著反應(yīng)進(jìn)行，X、Y的物質(zhì)的量減少，Z的物質(zhì)的量增加，所以X、Y是反應(yīng)物而Z是生成物；
（1）相同時(shí)間內(nèi)，參加反應(yīng)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化量之比等于其計(jì)量數(shù)之比；
（2）反應(yīng)開始至2min，v（Z）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$；
（3）①恒溫恒容條件下，氣體壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比；
②若此時(shí)將容器的體積縮小為原來的 0.5倍，增大壓強(qiáng)平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，達(dá)到平衡時(shí)，容器內(nèi)溫度將降低，說明該反應(yīng)平衡移動(dòng)過程中吸收熱量；
（4）化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（Z）}{c（Y）}$．

解答 解：根據(jù)圖知，隨著反應(yīng)進(jìn)行，X、Y的物質(zhì)的量減少，Z的物質(zhì)的量增加，所以X、Y是反應(yīng)物而Z是生成物；
（1）△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，相同時(shí)間內(nèi)，參加反應(yīng)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化量之比等于其計(jì)量數(shù)之比，所以X、Y、Z的計(jì)量數(shù)之比=0.3mol：0.1mol：0.2mol=3：1：2，則該反應(yīng)方程式為3X+Y?2Z，
故答案為：3X+Y?2Z；
（2）反應(yīng)開始至2min，v（Z）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{2min}$=0.05 mol•L^-1•min^-1，故答案為：0.05 mol•L^-1•min^-1；
（3）①開始時(shí)氣體總物質(zhì)的量=2.0mol，平衡時(shí)氣體總物質(zhì)的量=（0.9+0.7+0.2）mol=1.8mol，恒溫恒容條件下，氣體壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，所以反應(yīng)后壓強(qiáng)是反應(yīng)前的$\frac{1.8mol}{2.0mol}$=0.9倍，故答案為：0.9；
②若此時(shí)將容器的體積縮小為原來的 0.5倍，增大壓強(qiáng)平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，達(dá)到平衡時(shí)，容器內(nèi)溫度將降低，說明該反應(yīng)平衡移動(dòng)過程中吸收熱量，所以正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，
故答案為：吸熱；
（4）平衡時(shí)c（Y）=$\frac{0.9mol}{2L}$=0.45mol/L、c（Z）=$\frac{0.2mol}{2L}$=0.1mol/L，化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（Z）}{c（Y）}$=$\frac{0.1×0.1}{0.45}$=$\frac{1}{45}$
，故答案為：$\frac{1}{45}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力，為高頻考點(diǎn)，明確各個(gè)物理量之間的關(guān)系是解本題關(guān)鍵，注意：（4）題計(jì)算化學(xué)平衡常數(shù)K時(shí)不能包含固體，為易錯(cuò)點(diǎn)．