Question

（15分）（一）一定温度下，在体积固定的密闭中加入2 mol X和1 mol Y，发生如下反应：2X(g) + Y(g)  a Z(g) + W(g)  △H =－QkJ·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；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)温度升高，平衡常数K的值将      (填“增大”．“减小”或“不变”)。

(2)化学计量数a的值为        ，该反应的熵变△S      0（填“>”．“<”或“=”）。

(3)平衡后，若压缩容器体积，则再达到平衡后X的浓度将________(填“增大”、“减少”或“不变”)   X的转化率α＝ 　　         (用含Q．Q₁的代数式表示)。

(4)维持温度不变，若起始时向容器中加入的物质的量如下列各项，则反应达到平衡后放出的热量仍为Q₁  kJ的是         (稀有气体不参与反应)。

A．2 molX．1mol Y．1molAr                 B．a molZ．1mol W

C．1 molX．0.5mol Y．0.5a molZ．0.5 mol W   D．4 molX．2mol Y

（二）若在相同温度下，将2 mol X和1 mol Y加入到容积固定不变的甲容器中，将2amol Z和2 mol W加入到容积可变的乙容器中，t₁＝5 min时两容器内均达到平衡状态，甲中c(Z)＝1.5 mol/L。

请回答下列问题：

 (1)5 min内，用X物质表示甲容器中的平均反应速率v(X)＝________。

 (2)保持温度不变，移动活塞P，使乙的容积和甲相等，达到新的平衡后，乙容器中Z的物质的量浓度c(Z)________(填“>”“<”或“＝”)3 mol/L。

 (3)保持温度不变，t₂时分别向甲、乙中加入等质量的氦气后，下图中能表示甲中反应速率变化情况的是________，能表示乙中反应速率变化情况的是________。

Answer

（一）(1)减小  （2）1   ，＜  （3）增大       Q1／Q  （4）A

（二） (1)0.6 mol/(L·min)   (2) > (3)A   C

【解析】（一）（1）正反应放热，所以平衡后再升高温度，平衡向逆反应方向进行，平衡常数减小。

（2）正反应放热，所以平衡后再升高温度，平衡向逆反应方向进行。由于混合气体的平均相对分子质量减小，所以正反应一定是体积减小的，所以熵值是减小的，则a的值为1。

（3）压缩容器体积，则平衡向正反应方向进行，根据勒夏特列原理可知，X的浓度还是增大的。当反应达到平衡后，反应放出的热量为Q1 kJ，则根据热化学方程式可知，消耗X的物质的量是2Q1／Q，所以X的转化率是2Q1／Q÷2＝Q1／Q。

（4）这是恒温恒容条件下的等效平衡，即无论如何进行配比，只要把一端按不可逆反应形式完全转化为另一端的物质后，相当于完全等同的起始量即可。所以选项A正确，B和C的状态等效，但放出的热量不是Q1。D中平衡不是等效的，方程式的热量大于2Q1，答案选A。

（二）（1）达到平衡状态，甲中c(Z)＝1.5 mol/L，则消耗X是3.0mol/L，所以X的反应速率是3.0mol/L÷5min＝0.6 mol/(L·min) 。

（2）反应是体积减小的，则压强也是减小的。所以保持温度不变，移动活塞P，使乙的容积和甲相等时，乙容器中压强是增大的，因此平衡向正反应方向进行，所以Z的浓度大于3.0mol/L。

（3）甲保持容器容积不变，则插入稀有气体，反应速率不变，平衡不移动；乙保持压强不变的，则插入稀有气体，容器容积增大，反应速率降低，平衡向逆反应方向进行，所以正确的答案选A和C。