Question

圖表法、圖象法是常用的科學研究方法．
（Ⅰ）電離能是指由蒸氣狀態(tài)的孤立原子失去電子形成陽離子需要的能量．從中性原子中移去第一個電子所需要的能量為第一電離能（I₁），移去第二個電子所需要的能量為第二電離能（I₂），依次類推．
現(xiàn)有5種元素L、M、N、O、P，其I₁～I₃分別如下表，根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷其中的金屬元素有

M、N、O

，稀有氣體元素是

P

，最活潑的金屬是

M

，顯二價的金屬是

O

．

元  素	I1/eV	I2/eV	I3/eV
L	13.0	23.9	40.0
M	4.3	31.9	47.8
N	5.7	47.4	71.8
O	7.7	15.1	80.3
P	21.6	41.1	65.2

（Ⅱ）某溫度時，在一個5L的密閉容器中，M、P、Q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）該反應的化學方程式為

2P+3Q?2M

（2）若M、P、Q均為氣體，反應達平衡時：
①體系的壓強是開始時的

13

16

倍；從反應開始到平衡氣體M的平均反應速率為

0.02mol/L?min

②若此時只將容器的體積擴大為原來的2倍，達新平衡時，容器內(nèi)溫度將降低（容器不與外界進行熱交換），則該反應為

放熱

反應（填“放熱”或“吸熱”）；達新平衡時，容器內(nèi)混合氣體的平均分子量比原平衡時

減小

（填增大、減小或相等）．
（3）此反應達平衡后，若只加大體系壓強，M的物質(zhì)的量增加，若M是氣體，則Q的聚集狀態(tài)是

氣態(tài)

．

Answer 1

分析：（Ⅰ）根據(jù)電離能的大小判斷；
（Ⅱ）（1）根據(jù)圖象中物質(zhì)的物質(zhì)的量變化判斷反應物、生成物；根據(jù)物質(zhì)的量的變化值確定計量數(shù)；
（2）①溫度、容積不變的條件下，混合氣體的壓強與物質(zhì)的量的關系判斷；根據(jù)化學反應速率公式計算；
②根據(jù)溫度與化學平衡的關系判斷；根據(jù)質(zhì)量、物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量的關系判斷；
（3）根據(jù)壓強對化學平衡的影響判斷；

解答：解：I．由題意知，電離能越小，失電子越容易，該元素金屬性越強，因為 M、N、O的電離能較小，所以 M、N、O是金屬；P的第一、第二、第三電離能都比較大，所以是稀有氣體；第一電離能最小的是 M，所以其金屬性最強；O元素的第一電離能和第二電離能差比第三電離能和第二電離能的差小很多，所以顯二價的金屬是O．
故答案為：M、N、O；　　P；   M；   O．
II．（1）反應平衡前后P、Q的物質(zhì)的量減少，M的物質(zhì)的量增加，所以P、Q是反應物，M是生成物；
減少或增加的物質(zhì)的量為參加反應的物質(zhì)的量，P參加反應的物質(zhì)的量為（0.8-0.6）=0.2mol，Q參加反應的物質(zhì)的量為（0.8-0.5）mol=0.3mol，M參加反應的物質(zhì)的量為（0.2-0）mol=0.2mol，同一反應中參加反應的各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于其計量數(shù)之比，所以P、Q、M的計量數(shù)之比為2：3：2．
故答案為：2P+3Q?2M 
（2）①在溫度、容器的容積不變的條件下，體系中混合氣體的物質(zhì)的量與其壓強成正比，反應前混合氣體的物質(zhì)的量為（0.8+0.8）mol=1.6mol，平衡后混合氣體的物質(zhì)的量為：（0.6+0.5+0.2）mol=1.3mol，所以體系的壓強是開始時的

13

16

．
　v（M）=

△n

V△t

=

0.2mol

5L2min

=0.02 mol/L?min．
故答案為：

13

16

；   0.02 mol/L?min．
②增大體積，容器內(nèi)壓強減小，減小壓強，平衡向逆反應方向移動，溫度降低，說明逆反應吸熱，所以正反應放熱；
達新平衡時，混合氣體的物質(zhì)的量增大，混合物的質(zhì)量不變，所以其平均摩爾質(zhì)量減小，即相對分子質(zhì)量減�。�
故答案為：放熱；減小．
（3）若只加大體系壓強，M的物質(zhì)的量增加，說明平衡向正反應方向移動，即生成物的氣體計量數(shù)小于反應物的，如
M是氣體，那么Q的聚集狀態(tài)一定是氣態(tài)．
故答案為：氣態(tài)．

點評：本題考查了電離能與元素的金屬性的關系及物質(zhì)的量隨時間的變化曲線，分析物質(zhì)的量與時間的變化曲線時，要注意分圖象的起點、走向、終點．