Question

在T℃條件下，向1L固定體積的密閉容器M中加入2mol X和1molY，發(fā)生如下反應(yīng)：
2X（g）+Y（g）?aZ（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�。�
已知：該反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表：

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

請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）化學(xué)計(jì)量數(shù)a的值為

 

．
（2）寫出該反應(yīng)平衡常數(shù)K的表達(dá)式

 

（a必須用具體的值表示）．
（3）X的轉(zhuǎn)化率α=

 

（用含Q、Q₁的代數(shù)式表示）．
（4）在300℃發(fā)生上述反應(yīng)，以表中的物質(zhì)的量投入到相同的恒容反應(yīng)器中，其中向正反應(yīng)方向轉(zhuǎn)化的有

 

（選填A(yù)、B、C、D、E）．

	n（X）	N（Y）	N（Z）	N（W）
A	1	5	2	3
B	2	2	1	1
C	3	3	0	6
D	0.5	2	1	1
E	1	0.3	2	2

（5）若在某溫度下，2molX和1mol Y在該容器中反應(yīng)達(dá)平衡，X的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，則該溫度為

 

℃．
（6）維持T℃條件不變，若在一個(gè)和原容器體積相等的恒壓容器N中，加入2mol X和1molY發(fā)生如上反應(yīng)并達(dá)平衡，則

 

（選填M或N）容器中的反應(yīng)先達(dá)到平衡狀態(tài)，容器中X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)M

 

N（選填＞、＜、=符號(hào)）．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）反應(yīng)是放熱反應(yīng)，若平衡后再升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向進(jìn)行，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量減小，氣體質(zhì)量守恒，說明逆向反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，2+1＞a+1，a＜2；
（2）依據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)概念書寫，生成物平衡濃度的冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積；
（3）依據(jù)轉(zhuǎn)化率=

反應(yīng)量

起始量

×100%，結(jié)合反應(yīng)熱量變化列式計(jì)算；
（4）反應(yīng)在同一容器內(nèi)進(jìn)行，體積相同，方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)都是1，所以在計(jì)算中均可用物質(zhì)的量數(shù)值代替濃度數(shù)值，求出此時(shí)的濃度商Q_c，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，濃度商小于平衡常數(shù)；
（5）依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算平衡常數(shù)對(duì)比表中數(shù)據(jù)判斷；
（6）依據(jù)恒溫恒壓溶液中反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)過程中是氣體壓強(qiáng)減小的反應(yīng)，為保持恒壓反應(yīng)過程中N中壓強(qiáng)大于M容器中，反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率大于M容器．

解答： 解：（1）反應(yīng)是放熱反應(yīng)，若平衡后再升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向進(jìn)行，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量減小，氣體質(zhì)量守恒，說明逆向反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，2+1＞a+1，a＜2，所以a=1，
故答案為：1；
（2）2X（g）+Y（g）?aZ（g）+W（g），依據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)概念化學(xué)平衡常數(shù)=

c(Z)×c(W)

c2(X)×c(Y)

，
故答案為：

c(Z)×c(W)

c2(X)×c(Y)

；
（3）向1L固定體積的密閉容器M中加入2mol X和1molY，發(fā)生如下反應(yīng)設(shè)消耗X物質(zhì)的量為m，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后，反應(yīng)放出的熱量為Q₁kJ，
2X（g）+Y（g）?aZ（g）+W（g）△H=-Q kJ?mol^-1（Q＞0）
2                                 QKJ
m                                  Q₁KJ
m=

2Q1

Q

mol，
則X的轉(zhuǎn)化率α=

2Q1 Q

2

×100%=

Q1

Q

×100%，
故答案為：

Q1

Q

×100%；
（4）濃度商Q=

c(Z)×c(W)

c2(X)×c(Y)

，分別計(jì)算后和300℃發(fā)生上述反應(yīng)平衡常數(shù)為1比較分析判斷，體積為1L，所以物質(zhì)的濃度用物質(zhì)的量代替計(jì)算，
A、Q=

c(Z)×c(W)

c2(X)×c(Y)

=

2×3

12×5

=1=K，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A不符合；
B、Q=

c(Z)×c(W)

c2(X)×c(Y)

=

1×1

22×2

=0.125＜1，說明反應(yīng)正向進(jìn)行，故B符合；
C、Q=

c(Z)×c(W)

c2(X)×c(Y)

=

0×6

12×1

=0＜1，說明反應(yīng)正向進(jìn)行，故C符合；
D、Q=

c(Z)×c(W)

c2(X)×c(Y)

=

1×1

0．52×2

=2＞1，說明平衡逆向進(jìn)行，故D不符合；
E、Q=

c(Z)×c(W)

c2(X)×c(Y)

=

2×2

12×0.3

=13.3＞1．說明平衡逆向進(jìn)行，故E不符合；
故答案為：BC；
（5）若在某溫度下，2molX和1mol Y在該容器中反應(yīng)達(dá)平衡，X的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，
                   2X（g）+Y（g）?Z（g）+W（g），
起始量（mol/L）      2       1       0      0
變化量（mol/L） 2×50%=1     0.5     0.5    0.5
平衡量（mol/L）     1        0.5      0.5    0.5
K=

c(Z)×c(W)

c2(X)×c(Y)

=

0.5×0.5

12×0.5

=0.5
依據(jù)表中平衡常數(shù)數(shù)據(jù)分析，對(duì)應(yīng)溫度為350℃，
故答案為：350；
（6）恒溫恒壓溶液中反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)過程中是氣體壓強(qiáng)減小的反應(yīng)，為保持恒壓反應(yīng)過程中N中壓強(qiáng)大于M容器中，反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率大于M容器，維持T℃條件不變，若在一個(gè)和原容器體積相等的恒壓容器N中，加入2mol X和1molY發(fā)生如上反應(yīng)并達(dá)平衡，N容器中反應(yīng)速率快先達(dá)到平衡狀態(tài)，N容器中壓強(qiáng)大于M容器中，轉(zhuǎn)化率大于M容器，所以容器中X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)M中大，
故答案為：N；＞．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡移動(dòng)原理的應(yīng)用，化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算，化學(xué)平衡影響因素的分析判斷，平衡計(jì)算方法，注意平衡常數(shù)隨溫度變化，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．