Question

一定溫度下，在一個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：X（g）+3Y（g）=2Z（g）△H＜0若反應開始時充入2moIX和8molY，達到平衡后，測得平衡時混合氣體的總物質(zhì)的量為8.4mol，X的體積分數(shù)為w%．
（1）寫出該反應平衡常數(shù)的表達式______，并計算平衡時X的轉(zhuǎn)化率______．
（2）若增大壓強，該反應的化學反應速率將______，該反應的K值將______ （均填“增大”“減小”或“不變”）．
（3）保持上述反應溫度不變，設(shè)a、b、c分別代表初始加入的X、Y、Z的物質(zhì)的量，若反應達平衡后，混合氣體中x的體積分數(shù)仍為w%，那么：
若a=1，c=2，則b=______，在此情況下反應起始時將向______方向進行．
（4）保持上述反應溫度不變，若按下列四種配比作為起始物質(zhì)，達平衡后X的體積分數(shù)大于w%的是______．（填序號）
A．4molZ                      B．2.5molX、4.5molY和 1molZ
C．3molX和 6molY             D．1molX和 4molZ．

Answer 1

【答案】分析：（1）平衡常數(shù)為產(chǎn)物濃度系數(shù)次冪的乘積與反應物濃度系數(shù)次冪的乘積的比值；
根據(jù)差量法計算出參加反應的X的物質(zhì)的量，再根據(jù)轉(zhuǎn)化率定義計算X的轉(zhuǎn)化率．
（2）增大壓強，化學反應速率增大；
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的體積分數(shù)仍為w%，為等效平衡．恒溫恒壓下，反應前后氣體體積變化，按化學計量數(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）中計算可知平衡時Z的體積分數(shù)，此情況下的Z的體積分數(shù)與平衡時Z的體積分數(shù)相比判斷平衡移動．
（4）對X（g）+3Y（g）2Z（g）反應，對于原平衡向正反應移動X的體積分數(shù)減小，向逆反應移動平衡時X的體積分數(shù)增大，恒溫恒壓下，反應前后氣體體積變化，按化學計量數(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)次冪的乘積與反應物濃度系數(shù)次冪的乘積的比值，所以平衡常數(shù)．
開始X的物質(zhì)的量為2moIX，則
   X（g）+3Y（g）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X的轉(zhuǎn)化率為×100%=40%．
故答案為：；40%
（2）增大壓強，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增大，化學反應速率增大；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的體積分數(shù)仍為w%，為等效平衡．恒溫恒壓下，反應前后氣體體積變化，按化學計量數(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）2Z（g）
1mol  3mol              2mol     
所以（1+1）：（b+3）=1：4，解得b=5．
由（1）可知平衡時Z的體積分數(shù)為=，此情況下的Z的體積分數(shù)為=，＜，所以反應向逆反應方向進行．
故答案為：5；逆反應
（4）平衡向正反應移動X的體積分數(shù)減小，向逆反應移動平衡時X的體積分數(shù)增大．
A、開始加4molZ，等效為開始加入2moIX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，平衡向逆反應移動，X的體積分數(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3moIX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，平衡向逆反應移動，X的體積分數(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，平衡向逆反應移動，X的體積分數(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，平衡向逆反應移動，X的體積分數(shù)增大，故D正確；
故選：ABCD
點評：考查化學平衡移動、計算及等效平衡，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，如通過可逆反應的化學計量數(shù)換算成同一半邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相等，則達平衡后與原平衡等效 （2）恒溫恒容下，對于反應前后都是氣體且物質(zhì)的量相等的可逆反應，改變起始加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，只要按化學計量數(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，只要按化學計量數(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，則達平衡后與原平衡等效