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

（用代數式表達）．
（2）能說明反應已達平衡狀態(tài)的是

AB

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

c2(Z)

c2(X)?c(Y)

．

Answer 1

分析：（1）恒溫恒容下，2molZ完全轉化到左邊，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、逆反應的反應熱數值相等，但符號相反，令平衡時Z的物質的量為nmol，根據反應熱計算兩個過程的熱量數值，據此判斷；
（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，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次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積所得的比值．

解答：解：（1）恒溫恒容下，2molZ完全轉化到左邊，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、逆反應的反應熱數值相等，但符號相反，令平衡時Z的物質的量為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的質量發(fā)生變化，Y的質量不變，說明到達平衡，故A正確；
B．隨反應進行，容器內壓強降低，容器內壓強保持不變，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，與加入的物質的量及轉化率有關，故C錯誤；
D．反應混合物都是氣體，氣體的總的質量不變，容器的容積不變，容器內氣體的密度始終不變，故容器內氣體的密度不變，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、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值．