Question

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(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)填空：
（1）該反應(yīng)的化學方程式為3X+Y?2Z；其化學平衡常數(shù)表達式K=$\frac{{c}^{2}（Z）}{c（X）^{3}﹒c（Y）}$
（2）反應(yīng)開始至2min，以氣體Z表示的平均反應(yīng)速率為0.01mol/（L•min）；
（3）平衡時容器內(nèi)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(zhì)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(yīng)，反應(yīng)到某時刻各物質(zhì)的量恰好滿足：n（X）=n（Y）=2n（Z），則原混合氣體中a：b=7：5．

Answer 1

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

解答 解：（1）根據(jù)圖示的內(nèi)容知道，X和Y是反應(yīng)物，X、Y、Z的變化量之比是0.3：0.1：0.2=3：1：2，反應(yīng)的化學方程式為：3X+Y?2Z，所以平衡常數(shù)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(yīng)開始至2min，以氣體Z表示的平均反應(yīng)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(zhì)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(zhì)量M=$\frac{m}{n}$，從開始到平衡，質(zhì)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(shè)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(guān)化學反應(yīng)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．