Question

在T℃条件下，向1L固定体积的密闭容器M中加入2 mol X和1 mol Y，发生如下反应：            2X(g) + Y(g) a Z(g) + W(g)  △H = －Q kJ·mol^－1 (Q>0)。当反应达到平衡后，反应放出的热量为Q₁ kJ，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，则

（1）化学计量数a的值为____________________；此反应的逆反应△S__________0  (填﹤,﹥,﹦)。

（2）下列说法中能说明该反应达到了化学平衡状态的是___________________________。

A、容器内压强一定             B、v(X)_正=2 v (Y)_逆

C、容器内Z分子数一定         D、容器内气体的质量一定

E、容器内气体的密度一定  F：X、Y、Z、W的浓度之比为2∶1∶a∶1

（3）维持温度不变，若起始时向该容器中加入的物质的量如下列各项，则反应达到平衡后(稀有气体不参与反应),与之是等效平衡的是______________。

A．2 mol X、1mol Y、1mol Ar              B．a mol Z、1mol W

C．1 molX、0.5mol Y、0.5a mol Z、0.5 mol W        D．2 mol X、1mol Y、1mol Z

（4）维持温度不变，若起始时向容器中加入4mol X和6 mol Y，若达平衡时容器内的压强减小了15%，则反应中放出的热量为___________________kJ。

（5）已知：该反应的平衡常数随温度的变化如下表：

温度/℃	150	200	250	300	350
平衡常数K	9.94	5.2	1	0．5	0．21

试回答下列问题：

若在某温度下，2 mol X和1 mol Y在该容器中反应达平衡， X的平衡转化率为50％，则该温度为__________________℃。

Answer

1 > ABC ABC 1.5Q kJ 300

【解析】（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，由此分析解答。

（3）对一般的可逆反应，在T 、V不变的条件下，只改变起始加入情况，只要通过可逆反应的化学计量系数比换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同，则二平衡等效；据此分析解答此题。

（4）同一条件下，压强之比和气体的物质的量成正比，因此压强的减小量等于气体的物质的量的减小量，据此分析解答。

（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即可。

（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；反应方程式为2X(g) + Y(g) Z(g) + W(g)，△S<0，此反应的逆反应△S>0；正确答案：1；>。

（2）由于反应前后气体的化学计量数之和不相等，则压强不再发生变化说明达到平衡，A正确；反应速率之比和系数成正比，且满足正逆反应速率关系为v(X)正=2 v (Y)逆，说明该反应达到了化学平衡状态，B正确；容器内Z分子数一定，即Z的浓度不再发生变化，反应达到了化学平衡状态，C正确；由于反应前后各物质均为气态，气体的质量始终不变，所以容器内气体的质量一定不能判断达到平衡，D错误；参与反应各物质均为气态，气体总质量始终不变，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，E错误； X、Y、Z、W的浓度之比为2∶1∶a∶1只是反应的一种情况，不能判定反应达到了化学平衡状态，F错误；正确选项ABC。

（3）针对2X(g) + Y(g) a Z(g) + W(g)反应，当维持温度不变，容器的体积不变，加入2molX和1molY，反应达到平衡；当改变物质的投入量，最终转化为反应的的量与原投入量相等，平衡等效；维持温度不变，容器的体积不变，加入2molX和1molY，反应达到平衡；再加入稀有气体，对该平衡无影响，与原平衡等效，A正确；加入amolZ、1molW，根据反应关系，把生成物全部转化为反应物，相当于加入2molX和1molY，与原平衡等效,B正确；加入1molX、0.5molY、0.5amol Z、0.5molW，根据反应关系，把生成物全部转化为反应物，其量为2molX和1molY，与原平衡等效，C正确；2molX、1molY、1molZ，反应物的量小于2molX和1molY，与原平衡不等效；正确选项ABC。

(4)同一容器中,物质的分子数之比等于物质的量之比,当反应达到平衡时容器内的分子数目减少15%时,气体的物质的量减少15%,即气体的物质的量减少（4+6）×15%=1.5mol,根据2X(g)+Y(g) Z(g) + W(g)反应，知当气体的物质的量减少1.5mol时参加反应的X的物质的量是3mol,则反应中放出的热量为1.5QkJ；正确答案：1.5Q kJ。

（5）2molX和1molY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) a Z(g) + W(g)

起始量 2 1 0 0

转化量 1 0.5 0.5 0.5

平衡量 1 0.5 0.5 0.5

平衡时，c(X)=(1-0.5)×2/1=1mol/L, c(Y)=0.5/1=0.5 mol/L, c(Z)= c(W)=0.5/1=0.5 mol/L；平衡常数K= c(Z)×c(W)/ c(Y)×c2(X)=0.5×0.5/12×0.5=0.5,所以其温度是300℃；正确答案：300。