Question

17．某温度时，在一个容积为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）反应开始至2min，气体Z的反应速率为0.05mol•L^-1•min^-1．
（3）若X、Y、Z均为气体，反应达到平衡时，压强是开始时的0.90倍；此时放出了a kJ的热量，则按（1）的反应方程式写成热化学反应方程式时，该反应的反应热△H=-10akJ•mol^-1．
（4）通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能．键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热（△H），化学反应的△H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差．已知：

化学键	H-H	H-Cl	Cl-Cl
键能/KJ•mol-1	436	431	242

工业上通过氢气在氯气中充分燃烧制取HCl气体，写出该反应的热化学反应方程式：H₂（g）+Cl₂（g）=2HCl（g）△H=-184kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 根据图知，随着反应进行，X、Y的物质的量减少，Z的物质的量增加，所以X、Y是反应物而Z是生成物；
（1）相同时间内，参加反应的各物质的物质的量的变化量之比等于其计量数之比；
（2）反应开始至2min，v（Z）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$；
（3）恒温恒容条件下，气体压强之比等于物质的量之比；根据变化的物质的量及放出的热量，计算1molY完全反应放出的热量即可；
（4）根据所给的反应和表格中的键能，先判断出断键吸收的热量和成键放出的热量，然后用断键吸收的热量减去成键放出的热量既得反应热．

解答 解：根据图知，随着反应进行，X、Y的物质的量减少，Z的物质的量增加，所以X、Y是反应物而Z是生成物；
（1）△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，相同时间内，参加反应的各物质的物质的量的变化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，则该反应方程式为3X+Y?2Z，
故答案为：3X+Y?2Z；
（2）反应开始至2min，v（Z）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{2min}$=0.05 mol•L^-1•min^-1，故答案为：0.05 mol•L^-1•min^-1；
（3）①开始时气体总物质的量=2.0mol，平衡时气体总物质的量=（0.9+0.7+0.2）mol=1.8mol，恒温恒容条件下，气体压强之比等于物质的量之比，所以反应后压强是反应前的$\frac{1.8mol}{2mol}$=0.9倍，反应中参加反应的Y为0.1mol，放出akJ的热量，则1molY参加反应放出的热量为akJ×$\frac{1mol}{0.1mol}$=10akJ，即△H=-10a kJ•mol^-1，
故答案为：0.9；-10a kJ•mol^-1；
（4）氢气在氯气中充分燃烧制取HCl气体，则H₂（g）+Cl₂（g）=2HCl（g）△H=436kJ•mol^-1+242 kJ•mol^-1-（2×431）kJ•mol^-1=-=-183kJ•mol^-1，故答案为：H₂（g）+Cl₂（g）=2HCl（g）△H=-184kJ•mol^-1．

点评 本题考查化学平衡计算，侧重考查学生分析计算能力，为高频考点，明确各个物理量之间的关系是解本题关键，注意：（4）题计算化学平衡常数K时不能包含固体，为易错点．