Question

向体积为2 L的固定密闭容器中通入3 mol X气体，在一定温度下发生如下反应：2X(g)Y(g)＋3Z(g)

(1)经5 min后反应达到平衡，此时测得容器内的压强为起始时的1.2倍，则用Y表示的速率为____________ mol·L^－1·min^－1。

(2)若上述反应在甲、乙、丙、丁四个同样的密闭容器中进行，在同一段时间内测得容器内的反应速率分别为甲：v(X)＝3.5 mol·L^－1·min^－1；乙：v(Y)＝2 mol·L^－1·min^－1；丙：v(Z)＝4.5 mol·L^－1·min^－1；丁：v(X)＝0.075 mol·L^－1·s^－1。若其他条件相同，温度不同，则温度由高到低的顺序是(填序号)______ ______。

(3)若向达到(1)的平衡体系中充入氦气，则平衡__________(填“向左”、“向右”或“不”)移动；若从达到(1)的平衡体系中移走部分Y气体，则平衡____________(填“向左”、“向右”或“不”)移动。

(4)若在相同条件下向达到(1)所述的平衡体系中再充入0.5 mol X气体，则平衡后X的转化率与(1)的平衡中X的转化率相比较(     )

A．无法确定          B．前者一定大于后者

C．前者一定等于后者  D．前者一定小于后者

(5)若保持温度和压强不变，起始时加入X、Y、Z物质的量分别为a mol、b mol、c mol，达到平衡时仍与(1)的平衡等效，则：a、b、c应该满足的关系为___________________。

(6)若保持温度和体积不变，起始时加入X、Y、Z物质的量分别为a mol、b mol、c mol，达到平衡时仍与(1)的平衡等效，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则c的取值范围是_________。

Answer

(1)0.03 (2)丁＞乙＞甲＞丙 (3)不 向右

(4)D (5)c＝3b，a≥0 (6)0.9＜c≤4.5

【解析】

试题分析：（1）2X(g)Y(g)+3Z(g)

起始量（mol） 3 0 0

转化量（mol） 2x x 3x

平衡量（mol）3－2x x 3x

平衡时测得容器内的压强为起始时的1.2倍，则＝1.2，解得x＝0.3mol，所以平衡时Y的物质的量浓度＝0.3mol÷2L＝0.15mol/L，因此Y的物质的量浓度变化表示的速率为0.15mol/L÷5min＝0.03 mol/(L・min)；

（2）在同一段时间内测得容器内的反应速率分别为：甲v(X)＝3.5mol/(L・min)；乙v(Y)＝2mol/(L・min)；丙v(Z)=4.5mol/(L・min)；丁v(X)＝0.075mol/(L・s)，则根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知，如果都用X表示反应速率，则分别是3.5mol/(L・min)、4mol/(L・min)、3.0mol/(L・min)、4.5mol/(L・min)。温度越高反应速率越大，所以根据反应速率可知，温度由高到低的顺序是(填序号) 丁＞乙＞甲＞丙。

（3）若向达到(1)的平衡体系中充入氩气，由于其它物质的浓度不变，则平衡不移动；若向达到(1)的平衡体系中移走部分混合气体，导致生成物浓度降低，则平衡向右移动。

（4）由于该反应是体积增大的可逆反应，且反应物只有一种，所以平衡后再次通入X气体，相当于增大压强，平衡向逆反应方向移动，所以若在相同条件下向达到(1)所述的平衡体系中再充入0.5molX气体，则平衡后X的转化率⑷与⑴的平衡中的X的转化率相比较⑷一定小于⑴，答案选D。

（5）若保持温度和压强不变,起始时加入X、Y、Z物质的量分别为amol、bmol、cmol，达到平衡时仍与(1)的平衡等效,则根据方程式将生成物Y和Z恰好可以完全转化为X即可，所以a、b、c应该满足的关系为c＝3b且a≥0。

（6）若保持温度和体积不变，起始时加入X、Y、Z物质的量分别为amol、bmol、cmol,达到平衡时仍与(1)的平衡等效，则根据方程式将生成物Y和Z恰好可以完全转化为X，使X的物质的量等于3mol即可，所以c的最大值是4.5mol。由于平衡时c的物质的量是0.9mol，所以要满足起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则c必须大于0.9mol，因此c的取值范围是0.9＜c≤4.5。

【考点定位】考查可逆反应的有关判断、计算；外界条件对平衡状态的影响；等效平衡的应用与计算等

【名师点晴】该题的难点是等效平衡计算，注意所谓等效平衡是指外界条件相同时，同一可逆反应只要起始浓度相当，无论经过何种途径，都可以达到相同的平衡状态。等效平衡的判断及处理一般步骤是：进行等效转化——边倒法，即按照反应方程式的计量数之比转化到同一边的量，与题干所给起始投料情况比较。等效平衡一般有三种类型：I类：恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应来说（即△n≠0的体系）：等效转化后，对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同。II类：恒温恒容下对于反应前后气体体积没有变化的反应来说（即△n＝0的体系）：等效转化后，只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等效。III类：恒温恒压下对于气体体系等效转化后，要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等效。解答该类型试题的关键是分清类别，用相应的方法求解即可。