Question

T℃时，向1L固定体积的密闭容器M中加入2mol X和1mol Y，发生反应：2X（g）+Y（g）?aZ（g）+W（g）△H=-Q kJ/mol（Q＞0）；该反应达到平衡后，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的浓度一定        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4mol X和6mol Y，反应达到平衡时容器内的压强为起始压强的85%，则X的转化率为

 

（4）维持T℃度不变，若在一个和原容器体积相等的恒压容器N中加入2mol X和1mol 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）该反应的平衡常数随温度变化的情况如表所示：

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

若在某温度下，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%，则该温度为

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡状态的判断

专题：化学平衡专题

分析：（1）反应放热，若平衡后再升高温度，则平衡向左移动，混合气体的平均相对分子质量减小，说明反应物气体的化学计量数之和大于生成物气体的化学计量数之和，以此进行分析；
（2）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，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，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，质量和密度都不变；
（3）利用三段式法计算X的转化率；
（4）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；
（5）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．

解答： 解：（1）反应放热，若平衡后再升高温度，则平衡向左移动，混合气体的平均相对分子质量减小，说明反应物气体的化学计量数之和大于生成物气体的化学计量数之和，即2+1＞a+1，则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）平衡时容器内的压强为起始压强的85%，设转化了2xmolX，则有
          2X（g）+Y（g）?Z（g）+W（g）
起始（mol）：4      6      0      0
转化（mol）：2x      x      x     x
平衡（mol）：4-2x  6-x      x     x

10-x

10

=85%，x=1.5mol，故X的转化率为

3

4

×100%=75%；
故答案：75%；
（4）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；＞；
（5）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%，
            2X（g）+Y（g）?Z（g）+W（g）
起始（mol）：2      1      0      0
转化（mol）：1      0.5     0.5    0.5
平衡（mol）：1    0.5       0.5    0.5
则平衡时，c（X）=

(1-50%)×2mol

1L

=1mol/L，C（Y）=

0.5mol

1L

=0.5mol/L，c（Z）=c（W）=

0.5mol

1L

=0.5mol/L=0.5mol/L，k=

C(Z)C(W)

C 2(X)C(Y)

=

0.5mol/L×0.5mol/L

1 2mol/L×0.5mol/L

=0.5，所以其温度是350℃，故答案为：350℃．

点评：本题考查化学平衡的判断和计算，题目有一定难度，本题易错点为（5）．