Question

【題目】某溫度時，在一個容積為2 L的密閉容器中，X、Y、Z，三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時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）該反應的化學方程式為_______________。

（2）反應開始至2 min，氣體Z的反應速率為____________。

（3）若X、Y、Z均為氣體，反應達到平衡時，壓強是開始時的________倍；此時放出了a kJ的熱量，則按（1）的反應方程式寫成熱化學反應方程式時，該反應的反應熱ΔH=_____________。

（4）通常人們把拆開1 mol某化學鍵所吸收的能量看成該化學鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學鍵的強弱，也可用于估算化學反應的反應熱（ΔH），化學反應的ΔH等于反應中斷裂舊化學鍵的鍵能之和與反應中形成新化學鍵的鍵能之和的差。已知：

化學鍵	H—H	H—Cl	Cl—Cl
鍵能/ kJ·mol–1	436	431	242

工業(yè)上通過氫氣在氯氣中充分燃燒制取HCl氣體，寫出該反應的熱化學反應方程式：_______________。

Answer 1

【答案】 3X＋Y2Z 0.05 mol·L－1·min－1 0.90 -10a kJ·mol–1 H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) ΔH=-184kJ·mol–1。

【解析】（1）根據(jù)圖象知，隨著反應進行，X、Y的物質(zhì)的量減少而Z物質(zhì)的量增大，說明X、Y是反應物而Z是生成物，達到平衡狀態(tài)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(nèi)參加反應的各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于其計量數(shù)之比，所以X、Y、Z的計量數(shù)之比=0.3mol：0.1mol：0.2mol=3：1：2，所以該反應方程式為 3X＋Y2Z；（2）Z的平均反應速率==0.05mol/（L·min）；（3）根據(jù)圖象知，未反應時混合氣體的物質(zhì)的量=（1.0+1.0）mol=2.0mol，平衡狀態(tài)混合氣體物質(zhì)的量=（0.9+0.7+0.2）mol=1.8mol，恒溫恒容條件下，氣體的物質(zhì)的量之比等于其壓強之比，所以平衡狀態(tài)體系壓強是開始時的1.8mol÷2.0mol=0.9倍；（4）化學反應的ΔH等于反應中斷裂舊化學鍵的鍵能之和與反應中形成新化學鍵的鍵能之和的差，則氫氣在氯氣中燃燒的反應熱＝(436+242-2×431)kJ/mol＝-184kJ/mol，所以該反應的熱化學反應方程式為H2(g) + Cl2(g) ＝2HCl(g) ΔH=-184kJ·mol–1。