Question

20．已知2X₂（g）+Y₂（g）?2Z（g）△H=-a kJ/mol（a＞0），在一個(gè)容積固定的容器中加入2mol X₂和1mol Y₂，在500℃時(shí)充分反應(yīng)達(dá)平衡后Z的濃度為Wmol/L，放出熱量b kJ．
（1）此反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式為$\frac{c{\;}^{2}（Z）}{c{\;}^{2}（X{\;}_{2}）×c（Y{\;}_{2}）}$；若將溫度降低到300℃，則反應(yīng)平衡常數(shù)將增大（填增大、減少或不變）．
（2）若原來(lái)容器中只加入2molZ，500℃充分反應(yīng)達(dá)平衡后，吸收熱量c kJ，則Z濃度為=mol/L（填“＞”、“＜”或“=”），a、b、c之間滿足關(guān)系a=b+c（用代數(shù)式表示）．
（3）若將上述容器改為恒壓容器（反應(yīng)器開(kāi)始體積相同），相同溫度下起始加入2mol X₂和1mol Y₂達(dá)到平衡后，Y₂的轉(zhuǎn)化率將變大（填“變大”、“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此書(shū)寫；
該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，平衡常數(shù)增大；
（2）恒溫恒容下，2molZ完全轉(zhuǎn)化到左邊，可得2molX₂和1molY₂，故與原平衡為等效平衡，平衡時(shí)Z的濃度相同；
同一可逆反應(yīng)，相同溫度下，正、逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，但符號(hào)相反，令平衡時(shí)Z的物質(zhì)的量為nmol，根據(jù)反應(yīng)熱計(jì)算兩個(gè)過(guò)程的熱量數(shù)值，據(jù)此判斷；
（3）原平衡隨反應(yīng)進(jìn)行，壓強(qiáng)降低．恒壓容器（反應(yīng)器開(kāi)始體積相同），相同溫度下起始加入2molX₂和1molY₂，等效為在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，據(jù)此判斷．

解答 解：（1）化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值，所以2X₂（g）+Y₂（g）?2Z（g）的平衡常數(shù)k=$\frac{c{\;}^{2}（Z）}{c{\;}^{2}（X{\;}_{2}）×c（Y{\;}_{2}）}$，該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，平衡常數(shù)增大，
故答案為：$\frac{c{\;}^{2}（Z）}{c{\;}^{2}（X{\;}_{2}）×c（Y{\;}_{2}）}$；增大；
（2）恒溫恒容下，2molZ完全轉(zhuǎn)化到左邊，可得2molX₂和1molY₂，故與原平衡為等效平衡，平衡時(shí)Z的濃度相同，故c（Z）=Wmol•L^-1，
同一可逆反應(yīng)，相同溫度下，正、逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，但符號(hào)相反，令平衡時(shí)Z的物質(zhì)的量為nmol，
對(duì)于反應(yīng)2X₂（g）+Y₂（g）?2Z（g）△H=-akJ•mol^-1，則b=n×$\frac{a}{2}$，對(duì)于反應(yīng)2Z（g）?2X₂（g）+Y₂（g）△H=akJ•mol^-1，Z分解的物質(zhì)的量為（2-n）mol，故c=$\frac{2-n}{2}$×a=1-n×$\frac{a}{2}$，故a=b+c，
故答案為：=；a=b+c；
（3）原平衡隨反應(yīng)進(jìn)行，壓強(qiáng)降低．恒壓容器（反應(yīng)器開(kāi)始體積相同），相同溫度下起始加入2molX₂和1molY₂，等效為在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，即向正反應(yīng)移動(dòng)，Y₂的轉(zhuǎn)化率變大，故答案為：變大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡常數(shù)、平衡狀態(tài)判斷，化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算等，注意（3）中構(gòu)建平衡建立的途徑，題目難度中等．