Question

在T℃條件下，向1L固定體積的密閉容器M中加入2mol X和1mol Y，發(fā)生如下反應：2X（g）+Y（g）?a Z（g）+W（g）△H=-Q kJ?mol^-1（Q＞0）
當反應達到平衡后，反應放出的熱量為Q₁kJ，物質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量減小，則
（1）化學計量數a的值為

 

．
（2）下列說法中能說明該反應達到了化學平衡狀態(tài)的是

 

．
A：容器內壓強一定       
B：容器內氣體的密度一定
C：容器內Z分子數一定   
D：容器內氣體的質量一定
（3）維持溫度不變，若起始時向該容器中加入的物質的量如下列各項，則反應達到平衡后放出的熱量仍為Q₁kJ的是

 

（稀有氣體不參與反應）．
A．2mol X、1mol Y、1mol Ar                     
B．a mol Z、1mol W
C．1molX、0.5mol Y、0.5a mol Z、0.5mol W      
D．2mol X、1mol Y、1mol Z
（4）維持溫度不變，若起始時向容器中加入4mol X和6mol Y，若達平衡時容器內的壓強減小了10%，則反應中放出的熱量為

 

kJ．
（5）維持T℃條件不變，若在一個和原容器體積相等的恒壓容器N 中，加入2mol X和1mol Y發(fā)生如上反應并達平衡，則

 

（選填M或N）容器中的反應先達到平衡狀態(tài)，容器中X的質量分數M

 

N（選填＞、＜、=符號）．
（6）已知：該反應的平衡常數隨溫度的變化如下表：

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

試回答下列問題：
若在某溫度下，2mol X和1mol Y在該容器中反應達平衡，X的平衡轉化率為50%，則該溫度為

 

℃．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,化學平衡的影響因素,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學平衡專題

分析：（1）反應放熱，若平衡后再升高溫度，則平衡向左移動，混合氣體的平均相對分子質量減小，說明反應物氣體的化學計量數之和大于生成物氣體的化學計量數之和，以此進行分析；
（2）反應達到平衡狀態(tài)時，物質的濃度、含量、質量等不再發(fā)生變化，由于反應前后氣體的化學計量數之和不相等，則平衡時壓強不再發(fā)生變化，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)，質量和密度都不變，由此分析解答；
（3）選項A中，稀有氣體對平衡無影響，放出的熱量不變；選項B，反應從逆反應開始，反應吸收熱量；選項C、D都有反應物，達平衡時放出的熱量均小于Q₁ KJ；
（4）利用三段式法計算消耗的X的物質的量，再根據熱化學方程式進行判斷；
（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，據此判斷到達平衡時間，根據平衡移動方向判斷X的質量分數；
（6）計算該溫度下的平衡常數，根據表格中平衡常數和溫度的關系判斷．

解答： 解：（1）反應放熱，若平衡后再升高溫度，則平衡向左移動，混合氣體的平均相對分子質量減小，說明反應物氣體的化學計量數之和大于生成物氣體的化學計量數之和，即2+1＞a+1，則a=1，故答案為：1；
（2）A、由于反應前后氣體的化學計量數之和不相等，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，物質的濃度、含量、質量等不再發(fā)生變化，則平衡時容器內Z分子數一定，故C正確；
D、由于反應前后氣體的質量一直不變，所以容器內氣體的質量一定，不能判斷，故D錯誤．
故答案為：AC；
（3）選項A中，稀有氣體對平衡無影響，放出的熱量不變；
選項B，反應從逆反應開始，反應吸收熱量；
選項C、D都有反應物，達平衡時放出的熱量均小于Q₁KJ，故答案為：A；
（4）平衡時容器內的壓強減小了10%，設轉化了2xmolX，則有
          2X（g）+Y（g）?Z（g）+W（g）
起始（mol）：4      6      0      0
轉化（mol）：2x      x      x     x
平衡（mol）：4-2x  6-x      x     x

10-x

10

=90%，x=1mol，故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%，
            2X（g）+Y（g）?Z（g）+W（g）
起始（mol）：2      1      0      0
轉化（mol）：1      0.5     0.5    0.5
平衡（mol）：1    0.5       0.5    0.5
則平衡時，c（X）=

(1-50%)×2mol

1L

=1mol/L，c（Y）=

0.5mol

1L

=0.5mol/L，c（Z）=c（W）=

0.5mol

1L

=0.5mol/L=0.5mol/L，k=

c(Z)c(W)

c 2(X)c(Y)

=

0.5×0.5

12×0.5

=0.5，所以其溫度是350℃，故答案為：350．

點評：本題考查化學平衡的判斷和計算，題目有一定難度，本題易錯點為（6）．