Question

T℃時(shí)，向1L固定體積的密閉容器M中加入2mol X和1mol Y，發(fā)生反應(yīng)：2X（g）+Y（g）?aZ（g）+W（g）△H=-Q kJ/mol（Q＞0）；該反應(yīng)達(dá)到平衡后，物質(zhì)X的轉(zhuǎn)化率為α；若平衡后再升高溫度，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量減小．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）化學(xué)計(jì)量數(shù)a的值為

 

（2）下列能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)的是

 

（填序號(hào)）．
a．容器內(nèi)壓強(qiáng)一定           b．容器內(nèi)氣體的密度一定
c．容器內(nèi)Z的濃度一定        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(shí)向容器M中加入4mol X和6mol Y，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)為起始?jí)簭?qiáng)的85%，則X的轉(zhuǎn)化率為

 

（4）維持T℃度不變，若在一個(gè)和原容器體積相等的恒壓容器N中加入2mol X和1mol Y，發(fā)生題給反應(yīng)并達(dá)到平衡，則

 

（填“M”或“N”）容器中的反應(yīng)先達(dá)到平衡狀態(tài)，容器中X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)M

 

N（填“＞”、“＜”或“=”）．
（5）該反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度變化的情況如表所示：

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，2mol X和1mol Y在容器M中反應(yīng)并達(dá)到平衡，x的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，則該溫度為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）反應(yīng)放熱，若平衡后再升高溫度，則平衡向左移動(dòng)，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量減小，說(shuō)明反應(yīng)物氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和大于生成物氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和，以此進(jìn)行分析；
（2）反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，物質(zhì)的濃度、含量、質(zhì)量等不再發(fā)生變化，由于反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和不相等，則平衡時(shí)壓強(qiáng)不再發(fā)生變化，由于是在固定體積的容器中反應(yīng)，則無(wú)論是否達(dá)到平衡狀態(tài)，質(zhì)量和密度都不變；
（3）利用三段式法計(jì)算X的轉(zhuǎn)化率；
（4）該條件下，恒壓與恒容相比，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，壓強(qiáng)越大，反應(yīng)速率越大，據(jù)此判斷到達(dá)平衡時(shí)間，根據(jù)平衡移動(dòng)方向判斷X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（5）計(jì)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(guān)系判斷．

解答： 解：（1）反應(yīng)放熱，若平衡后再升高溫度，則平衡向左移動(dòng)，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量減小，說(shuō)明反應(yīng)物氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和大于生成物氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和，即2+1＞a+1，則a=1，故答案為：1；
（2）A、由于反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和不相等，則平衡時(shí)壓強(qiáng)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(yīng)，則無(wú)論是否達(dá)到平衡狀態(tài)，密度都不變，故B錯(cuò)誤；
C、反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，物質(zhì)的濃度、含量、質(zhì)量等不再發(fā)生變化，則平衡時(shí)容器內(nèi)Z分子數(shù)一定，故C正確；
D、反應(yīng)物和生成物都是氣體，無(wú)論是否達(dá)到平衡狀態(tài)，容器內(nèi)氣體的質(zhì)量都一定，故D錯(cuò)誤．
故答案為：AC；
（3）平衡時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)為起始?jí)簭?qiáng)的85%，設(shè)轉(zhuǎn)化了2xmolX，則有
          2X（g）+Y（g）?Z（g）+W（g）
起始（mol）：4      6      0      0
轉(zhuǎn)化（mol）：2x      x      x     x
平衡（mol）：4-2x  6-x      x     x

10-x

10

=85%，x=1.5mol，故X的轉(zhuǎn)化率為

3

4

×100%=75%；
故答案：75%；
（4）該條件下，恒壓與恒容相比，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，壓強(qiáng)越大，反應(yīng)速率越大，反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間越短，增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則X的質(zhì)量發(fā)生越小，
故答案為：N；＞；
（5）2mol X和1mol Y在容器M中反應(yīng)并達(dá)到平衡，x的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，
            2X（g）+Y（g）?Z（g）+W（g）
起始（mol）：2      1      0      0
轉(zhuǎn)化（mol）：1      0.5     0.5    0.5
平衡（mol）：1    0.5       0.5    0.5
則平衡時(shí)，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)

=

0.5mol/L×0.5mol/L

1 2mol/L×0.5mol/L

=0.5，所以其溫度是350℃，故答案為：350℃．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡的判斷和計(jì)算，題目有一定難度，本題易錯(cuò)點(diǎn)為（5）．