已知X△H=-Q1kJ/mol(Q1＞0).在一个有催化剂的固定容积的容器中加入1molX和1molY.在500℃时充分反应.达平衡后Z的浓度为w mol/L.放出热量Q2kJ．(1)若在原来的容器中.加入2molZ和1molW.500℃时充分反应达平衡后.吸收热量Q3kJ.Z的浓度 w mol/L.Q1.Q2.Q3之间满足何种关系．(2)如图中P是可自由� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

已知X（g）+Y（g）?2Z（g）+W（g）△H=-Q₁kJ/mol（Q₁＞0），在一个有催化剂的固定容积的容器中加入1molX和1molY，在500℃时充分反应，达平衡后Z的浓度为w mol/L，放出热量Q₂kJ．
（1）若在原来的容器中，加入2molZ和1molW，500℃时充分反应达平衡后，吸收热量Q₃kJ，Z的浓度

（填“＞”“＜”“=”）w mol/L，Q₁、Q₂、Q₃之间满足何种关系

（用代数式表示）．
（2）如图中P是可自由平行滑动的活塞，关闭K，在相同温度下，向A容器中充入2mol X和2mol Y，向B容器中充入1mol X和1mol Y，两容器分别发生上述反应．已知，起始时容器A和B的体积均为a L．试回答：
①反应达到平衡时，容器B的体积为1.2a L，B容器中X的转化率为

，A、B两容器中X的转化率的大小关系为B

A（填“＞”、“＜”、“=”）
②若打开K，一段时间后重新达到平衡，容器B的体积为

L（连通管中气体体积忽略不计，且不考虑温度的影响）．

考点：化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）恒温恒容下，2molZ和1molW完全转化到左边，可得1molX₂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）①B为恒温恒压，利用体积之比等于物质的量之比，求出平衡时B中混合气体的物质的量，令转化的X的物质的量为xmol，利用三段式列方程求出，再利用转化率的定义计算X的转化率；A容积不变，而B容积缩小，A中容器压强大于B中压强，平衡向逆反应方向移动；
②打开K达到平衡时，平衡体系的组成与原B容器中相同，物质的转化率相同，平衡时各组分的含量相同．

解答： 解：（1）恒温恒容下，2molZ和1molW完全转化到左边，可得1molX₂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X（g）+Y（g）

?2Z（g）+W（g）△H=-Q₁kJ?mol^-1，则Q₂=n×

，
对于反应?2Z（g）+W（g）

?X（g）+Y（g）△H=Q₃kJ?mol^-1，Z反应的物质的量为（2-n）mol，故Q₃=（2-n）×

=Q₁-n×

，故Q₁=Q₂+Q₃，
故答案为：=；Q₁=Q₂+Q₃；
（2）①：（1）B为恒温恒压，反应前后体积之比等于物质的量之比，令平衡后B中混合气体的物质的量为n，则：
aL：1.2aL=2mol：n，解答n=2.4mol，
X（g）+Y（g）

?2Z（g）+W（g）
开始：1mol       1mol            0mol     0mol
转化：xmol       xmol            2xmol    xmol
平衡：（1-x）mol （1-x）mol        2xmol    xmol
所以：（1-x）mol+（1-x）mol+2xmol+xmol=2.4mol，
解得x=0.4，
X的转化率为

0.4

×100%=40%；
A容积不变，而B容积增大，所以A中容器压强大于B中压强，平衡向逆反应方向移动，X的转化率小于B中X的转化率．
故答案为：40%；＞；
②打开K达到的平衡，可等效为开始打开K达到的平衡，与原B中平衡等效，X的转化率相同，此时相当于容器中起始含有3molX和3mol Y，由于与原B为等效平衡，所以平衡时总物质的量为2.4×3mol=7.2mol，体积之比等于物质的量之比，容器的总体积为原B平衡时体积的3倍，即3.6aL，故此时B的体积3.6aL-aL=2.6aL，
故答案为：2.6a．

点评：本题考查等效平衡，化学平衡的有关计算等，难度中等，注意（1）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．