Question

9．某温度时，在一个2L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示．根据图中数据，试填写下列空白：
（1）该反应的化学方程式为3X+Y?2Z；
（2）从开始至2min，Z的平均反应速率为0.05mol/（L．min）；
（3）若X、Y、Z均为气体，反应达平衡时：
①此时体系的压强是开始时的0.9倍；
②若此时只将容器的体积扩大为原来的2倍，达新平衡时，容器内温度将降低（容器不与外界进行热交换），则该反应为放热反应（填“放热”或“吸热”）；达新平衡时，容器内混合气体的平均分子量比原平衡时减小（填增大、减小或相等）．
（4）此反应达平衡后，若只加大体系压强，Z的物质的量减少，若Y是气体，则X的聚集状态是固态或液态．

Answer 1

分析 根据图象知，随着反应进行，X、Y的物质的量减少而Z物质的量增大，说明X、Y是反应物而Z是生成物，
（1）达到平衡状态时，参加反应的△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，同一反应中同一时间段内参加反应的各物质的物质的量之比等于其计量数之比，所以X、Y、Z的计量数之比=0.3mol：0.1mol：0.2mol=3：1：2，据此书写方程式；
（2）Z的平均反应速率=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$；
（3）①恒温恒容条件下，气体的物质的量之比等于其压强之比；
②根据温度与化学平衡的关系判断；根据质量、物质的量、摩尔质量的关系判断；
（4）根据压强对化学平衡的影响判断．

解答 解：根据图象知，随着反应进行，X、Y的物质的量减少而Z物质的量增大，说明X、Y是反应物而Z是生成物，
（1）达到平衡状态时，参加反应的△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，同一反应中同一时间段内参加反应的各物质的物质的量之比等于其计量数之比，所以X、Y、Z的计量数之比=0.3mol：0.1mol：0.2mol=3：1：2，所以该反应方程式为3X+Y?2Z，
故答案为：3X+Y?2Z；
（2）Z的平均反应速率=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.2}{2}}{2}$=0.05mol/（L．min），故答案为：0.05mol/（L．min）；
（3）①根据图象知，未反应时混合气体的物质的量=（1.0+1.0）mol=2.0mol，平衡状态混合气体物质的量=（0.9+0.7+0.2）mol=1.8mol，恒温恒容条件下，气体的物质的量之比等于其压强之比，所以平衡状态体系压强是开始时的$\frac{1.8mol}{2.0mol}$=0.9倍，故答案为：0.9；
②增大体积，容器内压强减小，减小压强，平衡向逆反应方向移动，温度降低，说明逆反应吸热，所以正反应放热；
达新平衡时，混合气体的物质的量增大，混合物的质量不变，所以其平均摩尔质量减小，即相对分子质量减小．
故答案为：放热；减小；
（4）只加大体系压强，Z的物质的量减少，说明平衡向逆方向移动，即生成物的气体计量数大于反应物的，如Y是气体，那么X的聚集状态一定是固态或液态，
故答案为：固态或液态．

点评 本题考查图象分析，侧重考查学生分析及计算能力，明确曲线变化趋势含义、物质的量变化量与其计量数的关系即可解答，难点是（3）①题计算，题目难度中等．