Question

3．相同溫度下，體積均為0.5L的兩個(gè)恒容密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)：X₂（g）+3Y₂（g）?2XY₃（g）△H=-92.6kJ•mol^-1實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)在起始、達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示：

容器編號(hào)	起始時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量（mol）			達(dá)平衡時(shí)體系能量的變化
	X2	Y2	XY3
①	1	3	0	放熱 46.3kJ
②	0.6	1.8	0.8	Q （Q＞0）

（1）達(dá)平衡時(shí)，②容器中XY₃的物質(zhì)的量濃度為2mol/L
（2）列式計(jì)算①中反應(yīng)的平衡常數(shù)$\frac{4}{27}$（計(jì)算結(jié)果用分?jǐn)?shù)表示））
（3）容器②中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)放出（填“吸收”或“放出”）的熱量為Q=9.26kJ
（4）若容器①體積為0.40L，則達(dá)平衡時(shí)放出的熱量大于（填“大于”“等于”“小于”）46.3kJ．

Answer 1

分析 容器①中平衡時(shí)放出熱量46.3kJ，故生成轉(zhuǎn)化的X₂為$\frac{46.3kJ}{92.6kJ/mol}$=0.5mol，則：
            X₂（g）+3Y₂（g）?2XY₃（g）
起始量（mol）：1       3         0
變化量（mol）：0.5    1.5       1
平衡量（mol）：0.5     1.5       1
（1）容器①、②內(nèi)平衡為完全等效平衡，平衡時(shí)同種組分的濃度相等；
（2）根據(jù)K=$\frac{{c}^{2}（X{Y}_{3}）}{c（{X}_{2}）×{c}^{3}（{Y}_{2}）}$計(jì)算平衡常數(shù)；
（3）容器①、②內(nèi)平衡為完全等效平衡，平衡時(shí)同種組分的物質(zhì)的量相等，由X₂為0.6mol＞0.5mol，故平衡正向進(jìn)行，根據(jù)反應(yīng)的X₂計(jì)算放出的熱量；
（4）若容器①體積為0.40L，與原平衡相比，壓強(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)．

解答 解：容器①中平衡時(shí)放出熱量46.3kJ，故生成轉(zhuǎn)化的X₂為$\frac{46.3kJ}{92.6kJ/mol}$=0.5mol，則：
            X₂（g）+3Y₂（g）?2XY₃（g）
起始量（mol）：1       3        0
變化量（mol）：0.5    1.5      1
平衡量（mol）：0.5     1.5      1
（1）容器①、②內(nèi)平衡為完全等效平衡，平衡時(shí)同種組分的濃度相等，故平衡時(shí)②容器中XY₃的物質(zhì)的量濃度為$\frac{1mol}{0.5L}$=2mol/L，故答案為：2mol/L；
（2）平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（X{Y}_{3}）}{c（{X}_{2}）×{c}^{3}（{Y}_{2}）}$=$\frac{（\frac{1}{0.5}）^{2}}{\frac{0.5}{0.5}×（\frac{1.5}{0.5}）^{3}}$=$\frac{4}{27}$，故答案為：$\frac{4}{27}$；
（3）容器①、②內(nèi)平衡為完全等效平衡，平衡時(shí)同種組分的物質(zhì)的量相等，由X₂為0.6mol＞0.5mol，故平衡正向進(jìn)行，到達(dá)平衡時(shí)放出熱量，轉(zhuǎn)化的X₂為（0.6-0.5）mol=0.1mol，故放出的熱量0.1mol×92.6kJ/mol=9.26kJ，故答案為：放出；9.26kJ；
（4）若容器①體積為0.40L，與原平衡相比，壓強(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大，故放出的熱量大于46.3kJ，故答案為：大于．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算與影響因素、等效平衡、反應(yīng)熱等問(wèn)題，題目難度中等，理解等效平衡規(guī)律：1、恒溫恒容，反應(yīng)前后氣體體積不等，按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到一邊，對(duì)應(yīng)物質(zhì)滿(mǎn)足等量；反應(yīng)前后氣體體積相等，按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到一邊，對(duì)應(yīng)物質(zhì)滿(mǎn)足等比，2：恒溫恒壓，按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到一邊，對(duì)應(yīng)物質(zhì)滿(mǎn)足等比．