Question

已知2X₂（g）+Y₂（g）?2Z（g）△H=-akJ?mol^-1（a＞0），在一个容积固定的容器中加入2molX₂和1molY₂，在500℃时充分反应达到平衡后Z的浓度为W，放出的热量b KJ．
（1）若原来容器中只加入2mol Z，500℃充分反应达到平衡后，吸收热量c  KJ，则Z浓度

W

 mol/L （用含W的等式表示），abc之间满足关系为：

a=b+c

（用代数式表达）．
（2）能说明反应已达平衡状态的是

AB

A．Y₂的质量不变    B．容器内压强保持不变  C．n（X₂）：n（X₂）：n（Z）=2：1：2   D．容器内气体的密度保持不变
（3）该反应的平衡常数表达式为

c2(Z)

c2(X)?c(Y)

．

Answer 1

分析：（1）恒温恒容下，2molZ完全转化到左边，可得2molX₂和1molY₂，故与原平衡为等效平衡，平衡时Z的浓度相同；
同一可逆反应，相同温度下，正、逆反应的反应热数值相等，但符号相反，令平衡时Z的物质的量为nmol，根据反应热计算两个过程的热量数值，据此判断；
（2）当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，据此解答，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态；
（3）化学平衡常数，是指在一定温度下，可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值．

解答：解：（1）恒温恒容下，2molZ完全转化到左边，可得2molX₂和1molY₂，故与原平衡为等效平衡，平衡时Z的浓度相同，故c（Z）=Wmol?L^-1，
同一可逆反应，相同温度下，正、逆反应的反应热数值相等，但符号相反，令平衡时Z的物质的量为nmol，
对于反应2X₂（g）+Y₂（g）?2Z（g）△H=-akJ?mol^-1，则b=n×

a

2

，
对于反应2Z（g）?2X₂（g）+Y₂（g）△H=akJ?mol^-1，Z分解的物质的量为（2-n）mol，故c=

2-n

2

×a=1-n×

a

2

，故a=b+c，
故答案为：W；a=b+c；
（2）A．随反应进行Y的质量发生变化，Y的质量不变，说明到达平衡，故A正确；
B．随反应进行，容器内压强降低，容器内压强保持不变，说明到达平衡状态，故B正确；
 C．平衡时n（X）：n（Y）：n（Z）可能为2：1：2，可能不是，与加入的物质的量及转化率有关，故C错误；
D．反应混合物都是气体，气体的总的质量不变，容器的容积不变，容器内气体的密度始终不变，故容器内气体的密度不变，不能说明到达平衡状态，故D错误；
故答案为：AB；
（3）2X（g）+Y（g）?2Z（g）的平衡常数为k=

c2(Z)

c2(X)?c(Y)

，
故答案为：

c2(Z)

c2(X)?c(Y)

．

点评：本题考查化学平衡常数、化学平衡状态的特征与判断、等效平衡，化学平衡的有关计算等，难度中等，注意（2）中不同方向建立的完全等效平衡，吸收与放出的热量之和等于反应热数值．