Question

【題目】在T℃時，向1 L固定體積的密閉容器M中加入2 mol X和1 mol Y，發(fā)生如下反應：2X(g)＋Y(g) aZ(g)＋W(g)　ΔH＝－Q kJ/mol(Q>0)；該反應達到平衡后，放出的熱量為Q1 kJ，物質(zhì)X的轉化率為α；若平衡后再升高溫度，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量減小。請回答下列問題：

(1)化學計量數(shù)a的值為________。

(2)下列能說明該反應達到了化學平衡狀態(tài)的是________(填序號)。

a．容器內(nèi)壓強一定 b．容器內(nèi)氣體的密度一定

c．容器內(nèi)Z的分子數(shù)一定 d．容器內(nèi)氣體的質(zhì)量一定

(3)維持T℃溫度不變，若起始時向容器M中加入2 mol X、1 mol Y和1 mol Ar(稀有氣體不參與反應)，則反應達到平衡后放出的熱量是________kJ。

(4)維持T℃溫度不變，若在一個和原容器體積相等的恒壓容器N中加入2 mol X和1 mol Y，發(fā)生題給反應并達到平衡，則________(填“M”或“N”)容器中的反應先達到平衡狀態(tài)，容器中X的質(zhì)量分數(shù)M________N(填“>”、“<”或“＝”)。

(5)已知：該反應的平衡常數(shù)隨溫度的變化情況如表所示：

溫度/℃	200	250	300	350
平衡常數(shù)K	9.94	5.2	1	0.5

若在某溫度下，2 mol X和1 mol Y在容器M中反應并達到平衡，X的平衡轉化率為50%，則該溫度為________℃。

Answer 1

【答案】1 ac Q1 N > 350

【解析】

（1）該反應是一個放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量減小，則氣體反應物計量數(shù)之和大于氣體生成物計量數(shù)之和；

（2）當化學反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理性不變，以此解答該題；

（3）反應物的濃度不變，則其轉化率不變，放出的熱量不變；

（4）根據(jù)減少的分子數(shù)計算參加反應的X的物質(zhì)的量，根據(jù)X和反應熱之間的關系式計算；

（5）該條件下，恒壓與恒容相比，相當于增大壓強，增大壓強平衡向正反應方向移動，壓強越大，反應速率越大，據(jù)此判斷到達平衡時間，根據(jù)平衡移動方向判斷X的質(zhì)量分數(shù)；

（6）計算該溫度下的平衡常數(shù)，根據(jù)表格中平衡常數(shù)和溫度的關系判斷．

1)該反應是一個放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量減小，則氣體反應物計量數(shù)之和大于氣體生成物計量數(shù)之和，所以a=1，故答案為：1；

(2)A、由于反應前后氣體的化學計量數(shù)之和不相等，則平衡時壓強不再發(fā)生變化，故A正確；

B. 由于是在固定體積的容器中反應，則無論是否達到平衡狀態(tài)，密度都不變，故B錯誤；

C. 反應達到平衡狀態(tài)時，物質(zhì)的濃度、含量、質(zhì)量等不再發(fā)生變化，則平衡時容器內(nèi)Z分子數(shù)一定，故C正確；

D. 反應物和生成物都是氣體，無論是否達到平衡狀態(tài)，容器內(nèi)氣體的質(zhì)量都一定，故D錯誤。

故答案為：AC；

(3)若起始時向容器M中加入2mol X、1mol Y和1mol Ar(稀有氣體不參與反應)，X和Y的濃度不變，所以其轉化率不變，該反應達到平衡狀態(tài)時，放出的熱量不變?yōu)?/span>Q，故答案為：Q；

(4)同一容器中，物質(zhì)的分子數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比，當反應達到平衡時容器內(nèi)的分子數(shù)目減少10%時，氣體的物質(zhì)的量減少10%，即氣體的物質(zhì)的量減少(4+6)mol×10%=1mol，根據(jù)2X(g)+Y(g)Z(g)+W(g)知，當氣體的物質(zhì)的量減少1mol時參加反應的X的物質(zhì)的量是2mol，則反應中放出的熱量為QkJ，故答案為：Q；

(5)該條件下，恒壓與恒容相比，相當于增大壓強，壓強越大，反應速率越大，反應到達平衡的時間越短，增大壓強平衡向正反應方向移動，則X的質(zhì)量發(fā)生越小，

故答案為：N；>；

(6)2mol X和1mol Y在容器M中反應并達到平衡，x的平衡轉化率為50%，則平衡時，c(X)=(150%)×2mol1L=1mol/L，

C(Y)=1mol1mol×121L=0.5mol/L，

c(Z)=c(W)=1/2×(2×50%)mol/L=0.5mol/L，

k=0.5×0.5/(0.5×12)=0.5，

所以其溫度是350℃，故答案為：350℃。