Question

【题目】在T℃时，向1 L固定体积的密闭容器M中加入2 mol X和1 mol Y，发生如下反应：2X(g)＋Y(g) aZ(g)＋W(g)　ΔH＝－Q kJ/mol(Q>0)；该反应达到平衡后，放出的热量为Q1 kJ，物质X的转化率为α；若平衡后再升高温度，混合气体的平均相对分子质量减小。请回答下列问题：

(1)化学计量数a的值为________。

(2)下列能说明该反应达到了化学平衡状态的是________(填序号)。

a．容器内压强一定 b．容器内气体的密度一定

c．容器内Z的分子数一定 d．容器内气体的质量一定

(3)维持T℃温度不变，若起始时向容器M中加入2 mol X、1 mol Y和1 mol Ar(稀有气体不参与反应)，则反应达到平衡后放出的热量是________kJ。

(4)维持T℃温度不变，若在一个和原容器体积相等的恒压容器N中加入2 mol X和1 mol Y，发生题给反应并达到平衡，则________(填“M”或“N”)容器中的反应先达到平衡状态，容器中X的质量分数M________N(填“>”、“<”或“＝”)。

(5)已知：该反应的平衡常数随温度的变化情况如表所示：

温度/℃	200	250	300	350
平衡常数K	9.94	5.2	1	0.5

若在某温度下，2 mol X和1 mol Y在容器M中反应并达到平衡，X的平衡转化率为50%，则该温度为________℃。

Answer 1

【答案】1 ac Q1 N > 350

【解析】

（1）该反应是一个放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，混合气体的平均相对分子质量减小，则气体反应物计量数之和大于气体生成物计量数之和；

（2）当化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理性不变，以此解答该题；

（3）反应物的浓度不变，则其转化率不变，放出的热量不变；

（4）根据减少的分子数计算参加反应的X的物质的量，根据X和反应热之间的关系式计算；

（5）该条件下，恒压与恒容相比，相当于增大压强，增大压强平衡向正反应方向移动，压强越大，反应速率越大，据此判断到达平衡时间，根据平衡移动方向判断X的质量分数；

（6）计算该温度下的平衡常数，根据表格中平衡常数和温度的关系判断．

1)该反应是一个放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，混合气体的平均相对分子质量减小，则气体反应物计量数之和大于气体生成物计量数之和，所以a=1，故答案为：1；

(2)A、由于反应前后气体的化学计量数之和不相等，则平衡时压强不再发生变化，故A正确；

B. 由于是在固定体积的容器中反应，则无论是否达到平衡状态，密度都不变，故B错误；

C. 反应达到平衡状态时，物质的浓度、含量、质量等不再发生变化，则平衡时容器内Z分子数一定，故C正确；

D. 反应物和生成物都是气体，无论是否达到平衡状态，容器内气体的质量都一定，故D错误。

故答案为：AC；

(3)若起始时向容器M中加入2mol X、1mol Y和1mol Ar(稀有气体不参与反应)，X和Y的浓度不变，所以其转化率不变，该反应达到平衡状态时，放出的热量不变为Q，故答案为：Q；

(4)同一容器中，物质的分子数之比等于物质的量之比，当反应达到平衡时容器内的分子数目减少10%时，气体的物质的量减少10%，即气体的物质的量减少(4+6)mol×10%=1mol，根据2X(g)+Y(g)Z(g)+W(g)知，当气体的物质的量减少1mol时参加反应的X的物质的量是2mol，则反应中放出的热量为QkJ，故答案为：Q；

(5)该条件下，恒压与恒容相比，相当于增大压强，压强越大，反应速率越大，反应到达平衡的时间越短，增大压强平衡向正反应方向移动，则X的质量发生越小，

故答案为：N；>；

(6)2mol X和1mol Y在容器M中反应并达到平衡，x的平衡转化率为50%，则平衡时，c(X)=(150%)×2mol1L=1mol/L，

C(Y)=1mol1mol×121L=0.5mol/L，

c(Z)=c(W)=1/2×(2×50%)mol/L=0.5mol/L，

k=0.5×0.5/(0.5×12)=0.5，

所以其温度是350℃，故答案为：350℃。