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(yīng)：
2X（g）+Y（g）  a Z（g）+W（g）△H=-Q kJ?mol^-1（Q＞0）
當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后，反應(yīng)放出的熱量為Q₁kJ，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，則：
（1）化學(xué)計(jì)量數(shù)a的值為

1

．
（2）寫出該反應(yīng)平衡常數(shù)K的表達(dá)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(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)的是

AC

．
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分子數(shù)一定     D．容器內(nèi)氣體的質(zhì)量一定
（4）X的轉(zhuǎn)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(shí)向容器中加入的物質(zhì)的量如下列各項(xiàng)，則反應(yīng)達(dá)到平衡后放出的熱量仍為Q₁kJ的是

A

（稀有氣體不參與反應(yīng)）．
A．2molX、1mol Y、1molAr
B．a(chǎn) 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(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)的平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積；
（3）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)，則無論是否達(dá)到平衡狀態(tài)，質(zhì)量和密度都不變；
（4）利用三段式法計(jì)算；
（5）選項(xiàng)A中，稀有氣體對(duì)平衡無影響，放出的熱量不變；選項(xiàng)B，反應(yīng)從逆反應(yīng)開始，反應(yīng)吸收熱量；選項(xiàng)C、D都有反應(yīng)物，達(dá)平衡時(shí)放出的熱量均小于Q₁ KJ．

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）反應(yīng)的平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，該反應(yīng)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(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；
（4）根據(jù)方程式計(jì)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(yīng)放熱  QKJ
轉(zhuǎn)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(shí)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(xiàng)A中，稀有氣體對(duì)平衡無影響，放出的熱量不變；選項(xiàng)B，反應(yīng)從逆反應(yīng)開始，反應(yīng)吸收熱量；選項(xiàng)C、D都有反應(yīng)物，達(dá)平衡時(shí)放出的熱量均小于Q₁KJ，故答案為：A．

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）．