Question

16．某溫度時，在一個容積為2L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(yīng)的化學(xué)方程式為3X+Y?2Z．
（2）反應(yīng)開始至2min，氣體Z的反應(yīng)速率為0.05mol/（L．min）此時的體系壓強是開始時的0.9倍
（3）若反應(yīng)容器體積可變，則充入氦氣會使反應(yīng)速率變慢（填變快、變慢或不變）
（4）在2L的另一個密閉容器中，放入0.2mol A和0.3mol B，在一定溫度下，壓強為p，放入催化劑（體積忽略），發(fā)生反應(yīng)2A（g）+3B（g）?xC（g）+2D（g），在a min后，容器中c（A）=0.05mol•L^-1，若溫度不變，壓強變?yōu)?.9p，則v（C）==$\frac{1}{20a}$mol•L^-1•min^-1．

Answer 1

分析 根據(jù)圖象知，隨著反應(yīng)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(yīng)物而Z是生成物，
（1）達到平衡狀態(tài)時，參加反應(yīng)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(yīng)中同一時間段內(nèi)參加反應(yīng)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，據(jù)此書寫方程式；
（2）Z的平均反應(yīng)速率=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$；恒溫恒容條件下，氣體的物質(zhì)的量之比等于其壓強之比；
（3）若反應(yīng)容器體積可變，則充入氦氣，體積膨脹，氣體濃度減小，會使反應(yīng)速率減小；
（4）2A（g）+3B（g）?xC（g）+2D
初起：0.2mol        0.3mol      0             0
變化：0.1            0.15       0.05x       0.1 
a min后：0.05×2       0.15         0.05x       0.1 
則：$\frac{0.2+0.3}{0.1+0.15+0.05x+0.1}=\frac{1}{0.9}$，所以x=2，根據(jù)v（C）=$\frac{\frac{0.05×2}{2}}{a}$mol•L^-1•min^-1，由此解答．

解答 解：根據(jù)圖象知，隨著反應(yīng)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(yīng)物而Z是生成物，
（1）達到平衡狀態(tài)時，參加反應(yīng)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(yīng)中同一時間段內(nèi)參加反應(yīng)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(yīng)方程式為3X+Y?2Z，
故答案為：3X+Y?2Z；
（2）Z的平均反應(yīng)速率=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.2}{2}}{2}$=0.05mol/（L．min），根據(jù)圖象知，未反應(yīng)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$\frac{1.8mol}{2.0mol}$=0.9倍，
故答案為：0.05mol/（L．min）；0.9；
（3）若反應(yīng)容器體積可變，則充入氦氣，體積膨脹，氣體濃度減小，會使反應(yīng)速率減小，故答案為：變慢；
（4）2A（g）+3B（g）?xC（g）+2D
初起：0.2mol        0.3mol      0             0
變化：0.1            0.15       0.05x       0.1 
a min后：0.05×2       0.15         0.05x       0.1 
則：$\frac{0.2+0.3}{0.1+0.15+0.05x+0.1}=\frac{1}{0.9}$，所以x=2，根據(jù)v（C）=$\frac{\frac{0.05×2}{2}}{a}$mol•L^-1•min^-1=$\frac{1}{20a}$mol•L^-1•min^-1，故答案為：$\frac{1}{20a}$mol•L^-1•min^-1．

點評 本題考查圖象分析，側(cè)重考查學(xué)生分析及計算能力，明確曲線變化趨勢含義、物質(zhì)的量變化量與其計量數(shù)的關(guān)系即可解答，難點是（4）題計算，題目難度中等．