Question

17．已知2X₂（g）+Y₂（g）?2Z（g）△H=-a kJ•mol^-1（a＞0），在一個(gè)容積固定的密閉容器中加入2mol X₂和1mol Y₂，在500℃時(shí)充分反應(yīng)達(dá)平衡后Z的濃度為Wmol•L^-1，放出熱量b kJ．
（1）此反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式為$\frac{{c}^{2}（Z）}{{c}^{2}（{X}_{2}）×c（{Y}_{2}）}$；若將溫度降低到300℃，則反應(yīng)平衡常數(shù)將增大（填“增大”“減少”或“不變”）．
（2）若原容器中只加入2mol Z，500℃充分反應(yīng)達(dá)平衡后，吸收熱量c kJ，則Z濃度=Wmol•L^-1（填“＞”“＜”或“=”），b、c間的關(guān)系為a=b+c．（用a、b、c表示）．
（3）能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是ad（從下列選項(xiàng)中選擇）．
a．單位時(shí)間內(nèi)消耗1molY₂的同時(shí)消耗了2mol Z     
b．容器內(nèi)的密度保持不變
c．2v_逆（X₂）=v_正（Y₂）d．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
（4）若將上述容器改為恒壓容器（反應(yīng)器開始體積相同），相同溫度下起始加入2mol X₂和1mol Y₂達(dá)到平衡后，Y₂的轉(zhuǎn)化率將變大（填“變大”“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）已知2X₂（g）+Y₂（g）?2Z（g），結(jié)合平衡常數(shù)的定義書寫；該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，平衡常數(shù)增大；
（2）恒溫恒容下，2molZ完全轉(zhuǎn)化到左邊，可得2molX₂和1molY₂，故與原平衡為等效平衡，平衡時(shí)Z的濃度相同；
同一可逆反應(yīng)，相同溫度下，正、逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，但符號(hào)相反，令平衡時(shí)Z的物質(zhì)的量為nmol，根據(jù)反應(yīng)熱計(jì)算兩個(gè)過(guò)程的熱量數(shù)值，據(jù)此判斷；
（3）依據(jù)化學(xué)平衡的標(biāo)志是正逆反應(yīng)速率相同分析判斷選項(xiàng)；
（4）原平衡隨反應(yīng)進(jìn)行，壓強(qiáng)降低．恒壓容器（反應(yīng)器開始體積相同），相同溫度下起始加入2molX₂和1molY₂，等效為在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)．

解答 解：（1）化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值，所以2X₂（g）+Y₂（g）?2Z（g）的平衡常數(shù)k=$\frac{{c}^{2}（Z）}{{c}^{2}（{X}_{2}）×c（{Y}_{2}）}$，該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，平衡常數(shù)增大，
故答案為：$\frac{{c}^{2}（Z）}{{c}^{2}（{X}_{2}）×c（{Y}_{2}）}$；增大；
（2）恒溫恒容下，2molZ完全轉(zhuǎn)化到左邊，可得2molX₂和1molY₂，故與原平衡為等效平衡，平衡時(shí)Z的濃度相同，故c（Z）=Wmol•L^-1，
同一可逆反應(yīng)，相同溫度下，正、逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，但符號(hào)相反，令平衡時(shí)Z的物質(zhì)的量為nmol，
對(duì)于反應(yīng)2X₂（g）+Y₂（g）?2Z（g）△H=-akJ•mol^-1，則b=n×$\frac{a}{2}$，對(duì)于反應(yīng)2Z（g）?2X₂（g）+Y₂（g）△H=akJ•mol^-1，Z分解的物質(zhì)的量為（2-n）mol，故c=$\frac{2-n}{2}$×a=1-n×$\frac{a}{2}$，故a=b+c，
故答案為：=；a=b+c；
（3）平衡的 標(biāo)志是反應(yīng)的正逆反應(yīng)速率相同；
a．單位時(shí)間內(nèi)消耗1molY₂的同時(shí)消耗了2mol Z，說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，能說(shuō)明達(dá)到平衡，故a正確；
b．體積不變，氣體質(zhì)量不變，無(wú)論是否達(dá)到平衡狀態(tài)，密度都不變，不能說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)，故b錯(cuò)誤；
c．2v_逆（X₂）=v_正（Y₂），正逆反應(yīng)速率不等，如達(dá)到平衡狀態(tài)，則應(yīng)滿足v_逆（X₂）=v_正（X₂），故c錯(cuò)誤；
d．反應(yīng)是氣體壓強(qiáng)減小的反應(yīng)，平衡狀態(tài)容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，故d正確；
故答案為：ad；
（4）原平衡隨反應(yīng)進(jìn)行，壓強(qiáng)降低．恒壓容器（反應(yīng)器開始體積相同），相同溫度下起始加入2molX₂和1molY₂，等效為在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，即向正反應(yīng)移動(dòng)，Y₂的轉(zhuǎn)化率變大，故答案為：變大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡常數(shù)、平衡狀態(tài)判斷，化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算等，為高考常見題型和高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，注意（4）中構(gòu)建平衡建立的途徑，題目難度中等．