Question

（2011?西安模擬）一定溫度下，在一個(gè)帶有活塞的容積可變的密閉容器中（活塞的一端與大氣相通），發(fā)生如下反應(yīng)：X（g）+3Y（g）

催化劑  .

=2Z（g）△H＜0若反應(yīng)開始時(shí)充入2molX和8molY，達(dá)到平衡后，測得平衡時(shí)混合氣體的總物質(zhì)的量為8.4mol，X的體積分?jǐn)?shù)為w%．
（1）寫出該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式

K=

c2(Z)

c(X)?c3(Y)

，并計(jì)算平衡時(shí)X的轉(zhuǎn)化率

40%

．
（2）若增大壓強(qiáng)，該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率將

增大

，該反應(yīng)的K值將

不變

 （均填“增大”“減小”或“不變”）．
（3）保持上述反應(yīng)溫度不變，設(shè)a、b、c分別代表初始加入的X、Y、Z的物質(zhì)的量，若反應(yīng)達(dá)平衡后，混合氣體中x的體積分?jǐn)?shù)仍為w%，那么：
若a=1，c=2，則b=

5

，在此情況下反應(yīng)起始時(shí)將向

逆反應(yīng)

方向進(jìn)行．
（4）保持上述反應(yīng)溫度不變，若按下列四種配比作為起始物質(zhì)，達(dá)平衡后X的體積分?jǐn)?shù)大于w%的是

ABCD

．（填序號）
A．4molZ                      B．2.5molX、4.5molY和 1molZ
C．3molX和 6molY             D．1molX和 4molZ．

Answer 1

分析：（1）平衡常數(shù)為產(chǎn)物濃度系數(shù)次冪的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪的乘積的比值；
根據(jù)差量法計(jì)算出參加反應(yīng)的X的物質(zhì)的量，再根據(jù)轉(zhuǎn)化率定義計(jì)算X的轉(zhuǎn)化率．
（2）增大壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率增大；
平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變平衡常數(shù)不變．
（3）混合氣體中X的體積分?jǐn)?shù)仍為w%，為等效平衡．恒溫恒壓下，反應(yīng)前后氣體體積變化，按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊滿足X與Y的物質(zhì)的量之比為1：4即可；
根據(jù)（1）中計(jì)算可知平衡時(shí)Z的體積分?jǐn)?shù)，此情況下的Z的體積分?jǐn)?shù)與平衡時(shí)Z的體積分?jǐn)?shù)相比判斷平衡移動．
（4）對X（g）+3Y（g）

催化劑  .

2Z（g）反應(yīng)，對于原平衡向正反應(yīng)移動X的體積分?jǐn)?shù)減小，向逆反應(yīng)移動平衡時(shí)X的體積分?jǐn)?shù)增大，恒溫恒壓下，反應(yīng)前后氣體體積變化，按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊滿足X與Y的物質(zhì)的量之比為1：4，與原平衡等效，再根據(jù)選項(xiàng)具體分析，平衡移動．

解答：解：（1）平衡常數(shù)為產(chǎn)物濃度系數(shù)次冪的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪的乘積的比值，所以平衡常數(shù)K=

c2(Z)

c(X)?c3(Y)

．
開始X的物質(zhì)的量為2molX，則
   X（g）+3Y（g）

一定條件

2Z（g）  物質(zhì)的量減少△n
   1                      2             2
 0.8mol                1.6mol     2mol+8mol-8.4mol=1.6mol
所以，平衡時(shí)X的轉(zhuǎn)化率為

0.8mol

2mol

×100%=40%．
故答案為：K=

c2(Z)

c(X)?c3(Y)

；40%
（2）增大壓強(qiáng)，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增大，化學(xué)反應(yīng)速率增大；平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變平衡常數(shù)不變．
故答案為：增大；不變
（3）混合氣體中X的體積分?jǐn)?shù)仍為w%，為等效平衡．恒溫恒壓下，反應(yīng)前后氣體體積變化，按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊滿足X與Y的物質(zhì)的量之比為1：4．
X（g）+3Y（g）

催化劑  .

2Z（g）
1mol  3mol              2mol     
所以（1+1）：（b+3）=1：4，解得b=5．
由（1）可知平衡時(shí)Z的體積分?jǐn)?shù)為

1.6mol

8.4mol

=

4

21

，此情況下的Z的體積分?jǐn)?shù)為

2mol

1mol+5mol+2mol

=

1

4

，

4

21

＜

1

4

，所以反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行．
故答案為：5；逆反應(yīng)
（4）平衡向正反應(yīng)移動X的體積分?jǐn)?shù)減小，向逆反應(yīng)移動平衡時(shí)X的體積分?jǐn)?shù)增大．
A、開始加4molZ，等效為開始加入2molX和6molY，與原平衡相比，Y的物質(zhì)的量減小，X與Y的物質(zhì)的量之比為1：3，大于1：4，與原平衡相比，平衡向逆反應(yīng)移動，X的體積分?jǐn)?shù)增大，故A正確；
B、開始加入2.5molX、4.5molY和 1molZ，等效為開始加入3molX和6molY，X與Y的物質(zhì)的量之比為1：2，大于1：4，與原平衡相比，平衡向逆反應(yīng)移動，X的體積分?jǐn)?shù)增大，故B正確；
C、開始加入3molX和 6molY，X與Y的物質(zhì)的量之比為1：2，大于1：4，與原平衡相比，平衡向逆反應(yīng)移動，X的體積分?jǐn)?shù)增大，故C正確；           
D、開始加入1molX和 4molZ，等效為開始加入3molX和6molY，X與Y的物質(zhì)的量之比為1：2，大于1：4，與原平衡相比，平衡向逆反應(yīng)移動，X的體積分?jǐn)?shù)增大，故D正確；
故選：ABCD

點(diǎn)評：考查化學(xué)平衡移動、計(jì)算及等效平衡，難度較高，注意理解等效平衡：
（1）恒溫恒容下，改變起始加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，如通過可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成同一半邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相等，則達(dá)平衡后與原平衡等效 （2）恒溫恒容下，對于反應(yīng)前后都是氣體且物質(zhì)的量相等的可逆反應(yīng)，改變起始加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，只要按化學(xué)計(jì)量數(shù)，換算成同一半邊的物質(zhì)的量之比與原平衡相同，則達(dá)平衡后與原平衡等效 （3）恒溫恒壓下，改變起始加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，只要按化學(xué)計(jì)量數(shù)，換算成同一半邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相同，則達(dá)平衡后與原平衡等效