Question

已知2X₂（g）+Y₂（g）?2Z（g）△H=-akJ?mol^-1（a＞0），在一個容積固定的容器中加入2molX₂和1molY₂，在500℃時充分反應達到平衡后Z的濃度為W，放出的熱量b KJ．
（1）若原來容器中只加入2mol Z，500℃充分反應達到平衡后，吸收熱量c  KJ，則Z濃度

W

 mol/L （用含W的等式表示），abc之間滿足關系為：

a=b+c

（用代數(shù)式表達）．
（2）能說明反應已達平衡狀態(tài)的是

AB

A．Y₂的質(zhì)量不變    B．容器內(nèi)壓強保持不變  C．n（X₂）：n（X₂）：n（Z）=2：1：2   D．容器內(nèi)氣體的密度保持不變
（3）該反應的平衡常數(shù)表達式為

c2(Z)

c2(X)?c(Y)

．

Answer 1

分析：（1）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Z的濃度相同；
同一可逆反應，相同溫度下，正、逆反應的反應熱數(shù)值相等，但符號相反，令平衡時Z的物質(zhì)的量為nmol，根據(jù)反應熱計算兩個過程的熱量數(shù)值，據(jù)此判斷；
（2）當反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，據(jù)此解答，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應的進行發(fā)生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態(tài)；
（3）化學平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應達到平衡時各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值．

解答：解：（1）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Z的濃度相同，故c（Z）=Wmol?L^-1，
同一可逆反應，相同溫度下，正、逆反應的反應熱數(shù)值相等，但符號相反，令平衡時Z的物質(zhì)的量為nmol，
對于反應2X₂（g）+Y₂（g）?2Z（g）△H=-akJ?mol^-1，則b=n×

a

2

，
對于反應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=

2-n

2

×a=1-n×

a

2

，故a=b+c，
故答案為：W；a=b+c；
（2）A．隨反應進行Y的質(zhì)量發(fā)生變化，Y的質(zhì)量不變，說明到達平衡，故A正確；
B．隨反應進行，容器內(nèi)壓強降低，容器內(nèi)壓強保持不變，說明到達平衡狀態(tài)，故B正確；
 C．平衡時n（X）：n（Y）：n（Z）可能為2：1：2，可能不是，與加入的物質(zhì)的量及轉(zhuǎn)化率有關，故C錯誤；
D．反應混合物都是氣體，氣體的總的質(zhì)量不變，容器的容積不變，容器內(nèi)氣體的密度始終不變，故容器內(nèi)氣體的密度不變，不能說明到達平衡狀態(tài)，故D錯誤；
故答案為：AB；
（3）2X（g）+Y（g）?2Z（g）的平衡常數(shù)為k=

c2(Z)

c2(X)?c(Y)

，
故答案為：

c2(Z)

c2(X)?c(Y)

．

點評：本題考查化學平衡常數(shù)、化學平衡狀態(tài)的特征與判斷、等效平衡，化學平衡的有關計算等，難度中等，注意（2）中不同方向建立的完全等效平衡，吸收與放出的熱量之和等于反應熱數(shù)值．