Question

T℃時，向1L固定體積的密閉容器M中加入2mol X和1mol Y，發(fā)生反應：2X（g）+Y（g）?aZ（g）+W（g）△H=-Q kJ/mol（Q＞0）；該反應達到平衡后，放出的熱量為QkJ，物質(zhì)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(zhì)量減小．請回答下列問題：
（1）化學計量數(shù)a的值為______．
（2）下列能說明該反應達到了化學平衡狀態(tài)的是______（填序號）．
a．容器內(nèi)壓強一定
b．容器內(nèi)氣體的密度一定
c．容器內(nèi)Z的分子數(shù)一定
d．容器內(nèi)氣體的質(zhì)量一定
（3）維持T℃溫度不變，若起始時向容器M中加入2mol X、1mol Y和1mol Ar（稀有氣體不參與反應），則反應達到平衡后放出的熱量是______kJ．
（4）維持T℃溫度不變，若起始時向容器M中加入4mol X和6mol Y，反應達到平衡時容器內(nèi)的分子數(shù)目減少10%，則反應中放出的熱量為______kJ．
（5）維持T℃度不變，若在一個和原容器體積相等的恒壓容器N中加入2mol X和1molY，發(fā)生題給反應并達到平衡，則______（填“M”或“N”）容器中的反應先達到平衡狀態(tài)，容器中X的質(zhì)量分數(shù)M______N（填“＞”、“＜”或“=”）．
（6）該反應的平衡常數(shù)隨溫度變化的情況如表所示：

溫度/℃	200	250	300	350
平衡常數(shù)K	9.94	5.2	1	0.5

若在某溫度下，2mol X和1mol Y在容器M中反應并達到平衡，x的平衡轉化率為50%，則該溫度為______℃．

Answer 1

【答案】分析：（1）該反應是一個放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量減小，則氣體反應物計量數(shù)之和大于氣體生成物計量數(shù)之和；
（2）當化學反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理性不變，以此解答該題；
（3）反應物的濃度不變，則其轉化率不變，放出的熱量不變；
（4）根據(jù)減少的分子數(shù)計算參加反應的X的物質(zhì)的量，根據(jù)X和反應熱之間的關系式計算；
（5）該條件下，恒壓與恒容相比，相當于增大壓強，增大壓強平衡向正反應方向移動，壓強越大，反應速率越大，據(jù)此判斷到達平衡時間，根據(jù)平衡移動方向判斷X的質(zhì)量分數(shù)；
（6）計算該溫度下的平衡常數(shù)，根據(jù)表格中平衡常數(shù)和溫度的關系判斷．
解答：解：（1）該反應是一個放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量減小，則氣體反應物計量數(shù)之和大于氣體生成物計量數(shù)之和，所以a=1，故答案為：1；
（2）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(zhì)的濃度、含量、質(zhì)量等不再發(fā)生變化，則平衡時容器內(nèi)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(nèi)氣體的質(zhì)量都一定，故D錯誤．
故答案為：AC；
（3）若起始時向容器M中加入2mol X、1mol Y和1mol Ar（稀有氣體不參與反應），X和Y的濃度不變，所以其轉化率不變，該反應達到平衡狀態(tài)時，放出的熱量不變?yōu)镼，故答案為：Q；
（4）同一容器中，物質(zhì)的分子數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比，當反應達到平衡時容器內(nèi)的分子數(shù)目減少10%時，氣體的物質(zhì)的量減少10%，即氣體的物質(zhì)的量減少（4+6）mol×10%=1mol，根據(jù)2X（g）+Y（g）?Z（g）+W（g）知，當氣體的物質(zhì)的量減少1mol時參加反應的X的物質(zhì)的量是2mol，則反應中放出的熱量為QkJ，故答案為：Q；
（5）該條件下，恒壓與恒容相比，相當于增大壓強，壓強越大，反應速率越大，反應到達平衡的時間越短，增大壓強平衡向正反應方向移動，則X的質(zhì)量發(fā)生越小，
故答案為：N；＞；
（6）2mol X和1mol Y在容器M中反應并達到平衡，x的平衡轉化率為50%，則平衡時，c（X）==1mol/L，C（Y）==0.5mol/L，c（Z）=c（W）==0.5mol/L，k==0.5，所以其溫度是350℃，故答案為：350℃．
點評：本題考查的化學平衡的有關知識，明確化學平衡狀態(tài)的判斷方法、等效平衡、化學平衡的影響因素等知識點，注意恒容條件下，向體系中通入惰性氣體是否影響平衡移動，為易錯點．