Question

图表法、图象法是常用的科学研究方法．
（Ⅰ）电离能是指由蒸气状态的孤立原子失去电子形成阳离子需要的能量．从中性原子中移去第一个电子所需要的能量为第一电离能（I₁），移去第二个电子所需要的能量为第二电离能（I₂），依次类推．
现有5种元素L、M、N、O、P，其I₁～I₃分别如下表，根据表中数据判断其中的金属元素有______，稀有气体元素是______，最活泼的金属是______，显二价的金属是______．

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）某温度时，在一个5L的密闭容器中，M、P、Q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______
（2）若M、P、Q均为气体，反应达平衡时：
①体系的压强是开始时的______倍；从反应开始到平衡气体M的平均反应速率为______
②若此时只将容器的体积扩大为原来的2倍，达新平衡时，容器内温度将降低（容器不与外界进行热交换），则该反应为______反应（填“放热”或“吸热”）；达新平衡时，容器内混合气体的平均分子量比原平衡时______（填增大、减小或相等）．
（3）此反应达平衡后，若只加大体系压强，M的物质的量增加，若M是气体，则Q的聚集状态是______．

Answer

（Ⅰ）根据电离能的大小判断；
（Ⅱ）（1）根据图象中物质的物质的量变化判断反应物、生成物；根据物质的量的变化值确定计量数；
（2）①温度、容积不变的条件下，混合气体的压强与物质的量的关系判断；根据化学反应速率公式计算；
②根据温度与化学平衡的关系判断；根据质量、物质的量、摩尔质量的关系判断；
（3）根据压强对化学平衡的影响判断；
【解析】
I．由题意知，电离能越小，失电子越容易，该元素金属性越强，因为 M、N、O的电离能较小，所以 M、N、O是金属；P的第一、第二、第三电离能都比较大，所以是稀有气体；第一电离能最小的是 M，所以其金属性最强；O元素的第一电离能和第二电离能差比第三电离能和第二电离能的差小很多，所以显二价的金属是O．
故答案为：M、N、O； P；   M；   O．
II．（1）反应平衡前后P、Q的物质的量减少，M的物质的量增加，所以P、Q是反应物，M是生成物；
减少或增加的物质的量为参加反应的物质的量，P参加反应的物质的量为（0.8-0.6）=0.2mol，Q参加反应的物质的量为（0.8-0.5）mol=0.3mol，M参加反应的物质的量为（0.2-0）mol=0.2mol，同一反应中参加反应的各物质的物质的量之比等于其计量数之比，所以P、Q、M的计量数之比为2：3：2．
故答案为：2P+3Q⇌2M 
（2）①在温度、容器的容积不变的条件下，体系中混合气体的物质的量与其压强成正比，反应前混合气体的物质的量为（0.8+0.8）mol=1.6mol，平衡后混合气体的物质的量为：（0.6+0.5+0.2）mol=1.3mol，所以体系的压强是开始时的．
v（M）==0.02 mol/L•min．
故答案为：；   0.02 mol/L•min．
②增大体积，容器内压强减小，减小压强，平衡向逆反应方向移动，温度降低，说明逆反应吸热，所以正反应放热；
达新平衡时，混合气体的物质的量增大，混合物的质量不变，所以其平均摩尔质量减小，即相对分子质量减小．
故答案为：放热；减小．
（3）若只加大体系压强，M的物质的量增加，说明平衡向正反应方向移动，即生成物的气体计量数小于反应物的，如
M是气体，那么Q的聚集状态一定是气态．
故答案为：气态．