Question

在T℃條件下，向1L固定體積的密閉容器M中加入2mol X和1mol Y，發生如下反應：
2X（g）+Y（g）?a Z（g）+W（g）△H=-Q kJ?mol^-1（Q＞0，a為正整數）．
當反應達到平衡后，反應放出的熱量為Q₁ kJ，若平衡后再升高溫度，混合氣體的平均相對分子質量減小，則
（1）化學計量數a的值為

 

．
（2）下列說法中能說明該反應達到了化學平衡狀態的是

 

．
A．容器內壓強一定    B．容器內氣體的密度一定
C．容器內Z分子數一定  D．容器內氣體的質量一定
E．容器內氣體的平均相對分子質量不再變化
（3）溫度維持T℃不變，若起始時向容器M中加入的物質的量如下列各項，則反應達到平衡后放出的熱量仍為Q₁ kJ的是

 

（稀有氣體不參與反應）．
A．2mol X、1mol Y、1mol Ar
B．a mol Z、1mol W
C．1mol X、0.5mol Y、0.5a mol Z、0.5mol W
D．2mol X、1mol Y、1mol Z
（4）已知：該反應的平衡常數隨溫度的變化如表：

溫度/℃	200	250	300	350
平衡常數K	9.94	5.2	1	0.5

若在某溫度下，2mol X和1mol Y在容器M中反應達平衡，X的平衡轉化率為50%，則該溫度為

 

℃．

Answer 1

考點：等效平衡,化學平衡狀態的判斷,化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：（1）根據題意可知平衡后再升高溫度，平衡逆向進行，混合氣體的平均相對分子質量減小，反應前后氣體質量不變，所以氣體物質的量增大；
（2）化學反應達到化學平衡狀態時，正逆反應速率相等，且不等于0，各物質的濃度不再發生變化，由此衍生的一些物理量不發生變化，以此進行判斷；
（3）選項A中，稀有氣體對平衡無影響，放出的熱量不變；選項B，反應從逆反應開始，反應吸收熱量；選項C、D都有反應物，達平衡時放出的熱量均小于Q₁KJ；
（4）計算該溫度下的平衡常數，根據表格中平衡常數和溫度的關系判斷．

解答： 解：（1）反應放熱，若平衡后再升高溫度，則平衡向左移動，混合氣體的平均相對分子質量減小，說明反應物氣體的化學計量數之和大于生成物氣體的化學計量數之和，即2+1＞a+1，則a=1；
故答案為：1；
（2）2X（g）+Y（g）?Z（g）+W（g）
A．反應前后氣體的體積不等，故容器內壓強一定可作為判斷是否達到化學平衡狀態的依據，故A正確；
B．密度=

總質量

體積

，總質量一定，體積一定，密度始終不變，故容器內氣體的密度一定不能作為判斷是否達到化學平衡狀態的依據，故B錯誤；
C．反應前后氣體的分子數不等，故容器內Z分子數一定可作為判斷是否達到化學平衡狀態的依據，故C正確；
D．反應前后氣體的質量保持不變，故容器內氣體的質量一定不能作為判斷是否達到化學平衡狀態的依據，故D錯誤；
E．平均相對分子質量=

總質量

總物質的量

，總質量一定，總物質的量會變，故容器內氣體的平均相對分子質量不再變化可作為判斷是否達到化學平衡狀態的依據，故E正確；
故答案為：ACE；
（3）選項A中，稀有氣體對平衡無影響，放出的熱量不變；選項B，反應從逆反應開始，反應吸收熱量；選項C、D都有反應物，達平衡時放出的熱量均小于Q₁KJ，
故答案為：A；
（4）2molX和1molY在容器M中反應并達到平衡，x的平衡轉化率為50%，則平衡時，c（X）=

(1-50%)×2mol

1L

=1mol/L，c（Y）=0.5c（X）=0.5mol/L，c（Z）=c（W）=c（Y）=0.5mol/L，k=

0.5×0.5

0.5×12

=0.5，所以其溫度是350℃，
故答案為：350．

點評：本題考查化學平衡狀態的判斷方法、化學平衡的影響因素、化學平衡常數的計算等知識點，難度較大．注意恒容條件下，向體系中通入惰性氣體是否影響平衡移動．