Question

在T℃条件下，向1L固定体积的密闭容器M中加入2mol X和1mol 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Q₁kJ，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______．
（2）写出该反应平衡常数K的表达式______（a必须用具体的值表示）．
（3）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．容器内气体的密度一定
C．容器内Z分子数一定     D．容器内气体的质量一定
（4）X的转化率α=______，Y的平衡浓度为______．（均用含Q、Q₁的代数式表示）
（5）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Q₁kJ的是______（稀有气体不参与反应）．
A．2molX、1mol Y、1molAr
B．a molZ、1mol W
C．1molX、0.5mol Y、0.5a molZ、0.5mol W
D．2molX、1mol Y、1molZ．

Answer

（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）反应的平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积；
（3）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；
（4）利用三段式法计算；
（5）选项A中，稀有气体对平衡无影响，放出的热量不变；选项B，反应从逆反应开始，反应吸收热量；选项C、D都有反应物，达平衡时放出的热量均小于Q1 KJ．
【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，
即2+1＞a+1，则a=1，故答案为：1；
（2）反应的平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，该反应中平衡常数为K=，
故答案为：K=；
（3）A、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，故A正确；
B、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，故B错误；
C、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，则平衡时容器内Z分子数一定，故C正确；
D、反应物和生成物都是气体，无论是否达到平衡状态，容器内气体的质量都一定，故D错误．
故答案为：AC；
（4）根据方程式计算
        2X（g）+Y（g）   Z（g）+W（g）△H=-Q kJ•mol-1（Q＞0）
起始：2mol    1mol                0      0                                完全反应放热  QKJ
转化：2x       x                  x      x       
平衡：2-2x      1-x                x      x                                              Q1kJ
则：α=，其中x=，平衡时Y的浓度为=1-mol/L，
故答案为：×100%；1-mol/L；
（5）选项A中，稀有气体对平衡无影响，放出的热量不变；选项B，反应从逆反应开始，反应吸收热量；选项C、D都有反应物，达平衡时放出的热量均小于Q1KJ，故答案为：A．