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13.某溫度時,在一個10L的恒容容器中,X、Y、Z均為氣體,三種物質的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示.根據圖中數據填空:
(1)該反應的化學方程式為3X+Y?2Z;其化學平衡常數表達式K=$\frac{{c}^{2}(Z)}{c(X)^{3}﹒c(Y)}$
(2)反應開始至2min,以氣體Z表示的平均反應速率為0.01mol/(L•min);
(3)平衡時容器內混合氣體密度比起始時相等(填“大”,“小”或“相等”下同),混合氣體的平均相對分子質量比起始時大;
(4)將amol X與bmol Y的混合氣體發(fā)生上述反應,反應到某時刻各物質的量恰好滿足:n(X)=n(Y)=2n(Z),則原混合氣體中a:b=7:5.

分析 (1)化學方程式中,反應的物質系數之比等于各個物質的量的變化量之比;平衡常數等于生成物濃度冪之積比上反應物濃度冪之積;
(2)根據化反應速率v=$\frac{△c}{△t}$來計算化學反應速率;
(3)混合氣體的平均相對分子質量M=$\frac{m}{n}$,混合氣體密度ρ=$\frac{m}{V}$來判斷;
(4)根據化學反應中的三段式進行計算;

解答 解:(1)根據圖示的內容知道,X和Y是反應物,X、Y、Z的變化量之比是0.3:0.1:0.2=3:1:2,反應的化學方程式為:3X+Y?2Z,所以平衡常數K=$\frac{{c}^{2}(Z)}{c(X)^{3}﹒c(Y)}$;故答案為:3X+Y?2Z;$\frac{{c}^{2}(Z)}{c(X)^{3}﹒c(Y)}$;
(2)反應開始至2min,以氣體Z表示的平均反應速率v=$\frac{\frac{0.2mol}{10L}}{2min}$=0.01 mol/(L•min),故答案為:0.01 mol/(L•min);
(3)混合氣體密度ρ=$\frac{m}{V}$,從開始到平衡,質量是守恒的,體積是不變的,所以密度始終不變,混合氣體的平均相對分子質量M=$\frac{m}{n}$,從開始到平衡,質量是守恒的,但是n是逐漸減小的,所以M會變大,故答案為:相等;大;
(4)3X+Y?2Z(設Y的變化量是x)
初始量:a     b    0
變化量:3x   x  2x
平衡量:a-3x b-x 2x
當n (X)=n (Y)=2n (Z)時,a-3x=b-x=4x,則a=7x,b=5x,所以原混合氣體中a:b=7:5,故答案為:7:5.

點評 本題涉及化學平衡的建立、混合氣體的密度及有關化學反應的速率和三段式的計算知識,屬于綜合知識的考查,難度不大.

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