Question

10．某溫度時，在一個容積為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(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3X+Y?2Z；
（2）反應開始至2min，氣體Z的反應速率為0.05mol•L^-1•min^-1；
（3）若X、Y、Z均為氣體，反應達到平衡時：
①壓強是開始時的0.9倍；
②若此時將容器的體積縮小為原來的 0.5倍，達到平衡時，容器內溫度將降低（容器不與外界進行熱交換），則該反應的正反應為吸熱反應（填“放熱”或“吸熱”）．
（4）若X為固體、Y、Z為氣體，計算該溫度下的平衡常數(shù)$\frac{1}{45}$．

Answer 1

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

解答 解：根據(jù)圖知，隨著反應進行，X、Y的物質的量減少，Z的物質的量增加，所以X、Y是反應物而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，相同時間內，參加反應的各物質的物質的量的變化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，則該反應方程式為3X+Y?2Z，
故答案為：3X+Y?2Z；
（2）反應開始至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開始時氣體總物質的量=2.0mol，平衡時氣體總物質的量=（0.9+0.7+0.2）mol=1.8mol，恒溫恒容條件下，氣體壓強之比等于物質的量之比，所以反應后壓強是反應前的$\frac{1.8mol}{2.0mol}$=0.9倍，故答案為：0.9；
②若此時將容器的體積縮小為原來的 0.5倍，增大壓強平衡向氣體體積減小的方向移動，達到平衡時，容器內溫度將降低，說明該反應平衡移動過程中吸收熱量，所以正反應是吸熱反應，
故答案為：吸熱；
（4）平衡時c（Y）=$\frac{0.9mol}{2L}$=0.45mol/L、c（Z）=$\frac{0.2mol}{2L}$=0.1mol/L，化學平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（Z）}{c（Y）}$=$\frac{0.1×0.1}{0.45}$=$\frac{1}{45}$
，故答案為：$\frac{1}{45}$．

點評 本題考查化學平衡計算，側重考查學生分析計算能力，為高頻考點，明確各個物理量之間的關系是解本題關鍵，注意：（4）題計算化學平衡常數(shù)K時不能包含固體，為易錯點．