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(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(shù)a的值為

1

．
（2）寫出該反應平衡常數(shù)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(tài)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(shù)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(shù)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(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）反應的平衡常數(shù)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(tài)時，物質的濃度、含量、質量等不再發(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(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，故答案為：1；
（2）反應的平衡常數(shù)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(shù)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(shù)之和不相等，則平衡時壓強不再發(fā)生變化，故A正確；
B、由于是在固定體積的容器中反應，則無論是否達到平衡狀態(tài)，密度都不變，故B錯誤；
C、反應達到平衡狀態(tài)時，物質的濃度、含量、質量等不再發(fā)生變化，則平衡時容器內Z分子數(shù)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(tài)，容器內氣體的質量都一定，故D錯誤．
故答案為：AC；
（4）根據(jù)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）．