Question

（2011?陜西一模）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

1

．
（2）寫出該反應平衡常數K的表達式

c(Z)?c(W1)

c2(X)?c(Y)

（a必須用具體的值表示）．
（3）下列說法中能說明該反應達到了化學平衡狀態的是

AC

．
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
（4）X的轉化率α=

Q1

Q

×100%

，Y的平衡濃度為

1-

Q1

Q

mol/L

．（均用含Q、Q₁的代數式表示）
（5）維持溫度不變，若起始時向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

A

（稀有氣體不參與反應）．
A．2molX、1mol Y、1molAr
B．a molZ、1mol W
C．1molX、0.5mol Y、0.5a molZ、0.5mol W
D．2molX、1mol Y、1molZ．

Answer 1

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）反應的平衡常數等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積；
（3）反應達到平衡狀態時，物質的濃度、含量、質量等不再發生變化，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，質量和密度都不變；
（4）利用三段式法計算；
（5）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．

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）反應的平衡常數等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積，該反應中平衡常數為K=

c(Z)?c(W1)

c2(X)?c(Y)

，
故答案為：K=

c(Z)?c(W1)

c2(X)?c(Y)

；
（3）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，密度都不變，故B錯誤；
C、反應達到平衡狀態時，物質的濃度、含量、質量等不再發生變化，則平衡時容器內Z分子數一定，故C正確；
D、反應物和生成物都是氣體，無論是否達到平衡狀態，容器內氣體的質量都一定，故D錯誤．
故答案為：AC；
（4）根據方程式計算
        2X（g）+Y（g）   Z（g）+W（g）△H=-Q kJ?mol^-1（Q＞0）
起始：2mol    1mol                0      0                                完全反應放熱  QKJ
轉化：2x       x                  x      x       
平衡：2-2x      1-x                x      x                                              Q₁kJ
則：α=

2x

2

×100%=

Q1

Q

× 100%，其中x=

Q1

Q

，平衡時Y的濃度為

(1-x)mol

1L

=1-

Q1

Q

mol/L，
故答案為：

Q1

Q

×100%；1-

Q1

Q

mol/L；
（5）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．

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（5）．