Question

【題目】在T℃條件下，向1L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) 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，則

（1）化學計量數(shù)a的值為____________________；此反應的逆反應△S__________0 (填﹤,﹥,﹦)。

（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(nèi)壓強一定 B、v(X)正=2 v (Y)逆

C、容器內(nèi)Z分子數(shù)一定 D、容器內(nèi)氣體的質(zhì)量一定

E、容器內(nèi)氣體的密度一定 F：X、Y、Z、W的濃度之比為2∶1∶a∶1

（3）維持溫度不變，若起始時向該容器中加入的物質(zhì)的量如下列各項，則反應達到平衡后(稀有氣體不參與反應),與之是等效平衡的是______________。

A．2 mol X、1mol Y、1mol Ar B．a(chǎn) mol Z、1mol W

C．1 molX、0.5mol Y、0.5a mol Z、0.5 mol W D．2 mol 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6 mol Y，若達平衡時容器內(nèi)的壓強減小了15%，則反應中放出的熱量為___________________kJ。

（5）已知：該反應的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表：

溫度/℃	150	200	250	300	350
平衡常數(shù)K	9.94	5.2	1	0．5	0．21

試回答下列問題：

若在某溫度下，2 mol X和1 mol 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

【答案】 1 > ABC ABC 1.5Q kJ 300

【解析】（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(zhì)量減小，說明反應物氣體的化學計量數(shù)之和大于生成物氣體的化學計量數(shù)之和，以此進行分析。

（2）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，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，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(zhì)量和密度都不變，由此分析解答。

（3）對一般的可逆反應，在T 、V不變的條件下，只改變起始加入情況，只要通過可逆反應的化學計量系數(shù)比換算成平衡式左右兩邊同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相同，則二平衡等效；據(jù)此分析解答此題。

（4）同一條件下，壓強之比和氣體的物質(zhì)的量成正比，因此壓強的減小量等于氣體的物質(zhì)的量的減小量，據(jù)此分析解答。

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

（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(zhì)量減小，說明反應物氣體的化學計量數(shù)之和大于生成物氣體的化學計量數(shù)之和，即2+1＞a+1，則a=1；反應方程式為2X(g) + Y(g) Z(g) + W(g)，△S<0，此反應的逆反應△S>0；正確答案：1；>。

（2）由于反應前后氣體的化學計量數(shù)之和不相等，則壓強不再發(fā)生變化說明達到平衡，A正確；反應速率之比和系數(shù)成正比，且滿足正逆反應速率關系為v(X)正=2 v (Y)逆，說明該反應達到了化學平衡狀態(tài)，B正確；容器內(nèi)Z分子數(shù)一定，即Z的濃度不再發(fā)生變化，反應達到了化學平衡狀態(tài)，C正確；由于反應前后各物質(zhì)均為氣態(tài)，氣體的質(zhì)量始終不變，所以容器內(nèi)氣體的質(zhì)量一定不能判斷達到平衡，D錯誤；參與反應各物質(zhì)均為氣態(tài)，氣體總質(zhì)量始終不變，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，E錯誤； X、Y、Z、W的濃度之比為2∶1∶a∶1只是反應的一種情況，不能判定反應達到了化學平衡狀態(tài)，F錯誤；正確選項ABC。

（3）針對2X(g) + Y(g) a Z(g) + W(g)反應，當維持溫度不變，容器的體積不變，加入2molX和1molY，反應達到平衡；當改變物質(zhì)的投入量，最終轉化為反應的的量與原投入量相等，平衡等效；維持溫度不變，容器的體積不變，加入2molX和1molY，反應達到平衡；再加入稀有氣體，對該平衡無影響，與原平衡等效，A正確；加入amolZ、1molW，根據(jù)反應關系，把生成物全部轉化為反應物，相當于加入2molX和1molY，與原平衡等效,B正確；加入1molX、0.5molY、0.5amol Z、0.5molW，根據(jù)反應關系，把生成物全部轉化為反應物，其量為2molX和1molY，與原平衡等效，C正確；2molX、1molY、1molZ，反應物的量小于2molX和1molY，與原平衡不等效；正確選項ABC。

(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15%時,氣體的物質(zhì)的量減少15%,即氣體的物質(zhì)的量減少（4+6）×15%=1.5mol,根據(jù)2X(g)+Y(g) Z(g) + W(g)反應，知當氣體的物質(zhì)的量減少1.5mol時參加反應的X的物質(zhì)的量是3mol,則反應中放出的熱量為1.5QkJ；正確答案：1.5Q kJ。

（5）2molX和1molY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) a Z(g) + W(g)

起始量 2 1 0 0

轉化量 1 0.5 0.5 0.5

平衡量 1 0.5 0.5 0.5

平衡時，c(X)=(1-0.5)×2/1=1mol/L, c(Y)=0.5/1=0.5 mol/L, c(Z)= c(W)=0.5/1=0.5 mol/L；平衡常數(shù)K= c(Z)×c(W)/ c(Y)×c2(X)=0.5×0.5/12×0.5=0.5,所以其溫度是300℃；正確答案：300。