Question

17．某温度时，在一个5L的恒容容器中，X、Y、Z均为气体，三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示．根据图中数据填空：
①该反应的化学方程式为3X+Y?2Z．
②反应开始至2min，以气体Z表示的平均反应速率为0.02 mol•L^-1•min^-1．
③2min反应达平衡容器内混合气体的平均相对分子质量比起始时大（填“大”，“小”或“相等”，下同），混合气体密度比起始时相等．
④上述反应，在第2min时，X的转化率为30%．

Answer 1

分析 ①化学方程式中，反应的物质系数之比等于各个物质的量的变化量之比；
②根据化反应速率v=$\frac{△c}{△t}$来计算反应开始至2min以气体Z表示的平均反应速率；
③混合气体的平均相对分子质量M=$\frac{m}{n}$，混合气体密度ρ=$\frac{m}{V}$来判断；
④2min时X的转化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%．

解答 解：①根据图示的内容知道，X和Y是反应物，X、Y、Z的变化量之比是（1.0-0.7）mol：（1.0-0.9）mol：0.2mol=3：1：2，该反应的化学方程式为：3X+Y?2Z，
故答案为：3X+Y?2Z；
②反应开始至2min，以气体Z表示的平均反应速率为：v（Z）=$\frac{\frac{0.2mol}{5L}}{2min}$=0.02 mol•L^-1•min^-1，
故答案为：0.02 mol•L^-1•min^-1；
③混合气体的平均相摩尔质量M=$\frac{m}{n}$，从开始到平衡气体的总质量不变，但n逐渐减小，所以2min反应达平衡容器内混合气体的平均相对分子质量比起始时大；
混合气体密度ρ=$\frac{m}{V}$，从开始到平衡，质量是守恒的，体积是不变的，所以密度始终不变，
故答案为：大；相等；
④2min时X的转化率=$\frac{1.0mol-0.7mol}{1.0mol}$×100%=30%，
故答案为：30%．

点评 本题考查了化学平衡的计算，题目难度中等，涉及化学反应速率、转化率的计算，明确化学反应速率与化学计量数的关系为解答关键，注意掌握化学平衡图象的分析方法，试题培养了学生的灵活应用能力．