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____________________；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的是___________________________。

A、容器內壓強一定 B、v(X)正=2 v (Y)逆

C、容器內Z分子數一定 D、容器內氣體的質量一定

E、容器內氣體的密度一定 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 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：該反應的平衡常數隨溫度的變化如下表：

溫度/℃	150	200	250	300	350
平衡常數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，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比換算成平衡式左右兩邊同一邊物質的物質的量與原平衡相同，則二平衡等效；據此分析解答此題。

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

（5）計算該溫度下的平衡常數，根據表格中平衡常數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；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之和不相等，則壓強不再發生變化說明達到平衡，A正確；反應速率之比和系數成正比，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，B正確；容器內Z分子數一定，即Z的濃度不再發生變化，反應達到了化學平衡狀態，C正確；由于反應前后各物質均為氣態，氣體的質量始終不變，所以容器內氣體的質量一定不能判斷達到平衡，D錯誤；參與反應各物質均為氣態，氣體總質量始終不變，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，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，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,物質的分子數之比等于物質的量之比,當反應達到平衡時容器內的分子數目減少15%時,氣體的物質的量減少15%,即氣體的物質的量減少（4+6）×15%=1.5mol,根據2X(g)+Y(g) Z(g) + W(g)反應，知當氣體的物質的量減少1.5mol時參加反應的X的物質的量是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。