Question

【題目】某溫度時，在一個容積為2 L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_______________。

（2）反應(yīng)開始至2 min，氣體Z的反應(yīng)速率為____________。

（3）若X、Y、Z均為氣體，反應(yīng)達(dá)到平衡時，壓強是開始時的________倍；此時放出了a kJ的熱量，則按（1）的反應(yīng)方程式寫成熱化學(xué)反應(yīng)方程式時，該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=_____________。

（4）通常人們把拆開1 mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學(xué)鍵的強弱，也可用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱（ΔH），化學(xué)反應(yīng)的ΔH等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和與反應(yīng)中形成新化學(xué)鍵的鍵能之和的差。已知：

化學(xué)鍵	H—H	H—Cl	Cl—Cl
鍵能/ kJ·mol–1	436	431	242

工業(yè)上通過氫氣在氯氣中充分燃燒制取HCl氣體，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式：_______________。

Answer 1

【答案】 3X＋Y2Z 0.05 mol·L－1·min－1 0.90 -10a kJ·mol–1 H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) ΔH=-184kJ·mol–1。

【解析】（1）根據(jù)圖象知，隨著反應(yīng)進(jìn)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，達(dá)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＋Y2Z；（2）Z的平均反應(yīng)速率==0.05mol/（L·min）；（3）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1.8mol÷2.0mol=0.9倍；（4）化學(xué)反應(yīng)的ΔH等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和與反應(yīng)中形成新化學(xué)鍵的鍵能之和的差，則氫氣在氯氣中燃燒的反應(yīng)熱＝(436+242-2×431)kJ/mol＝-184kJ/mol，所以該反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為H2(g) + Cl2(g) ＝2HCl(g) ΔH=-184kJ·mol–1。