Question

20．已知2X₂（g）+Y₂（g）?2Z（g）△H=-a kJ/mol（a＞0），在一个容积固定的容器中加入2mol X₂和1mol Y₂，在500℃时充分反应达平衡后Z的浓度为Wmol/L，放出热量b kJ．
（1）此反应平衡常数表达式为$\frac{c{\;}^{2}（Z）}{c{\;}^{2}（X{\;}_{2}）×c（Y{\;}_{2}）}$；若将温度降低到300℃，则反应平衡常数将增大（填增大、减少或不变）．
（2）若原来容器中只加入2molZ，500℃充分反应达平衡后，吸收热量c kJ，则Z浓度为=mol/L（填“＞”、“＜”或“=”），a、b、c之间满足关系a=b+c（用代数式表示）．
（3）若将上述容器改为恒压容器（反应器开始体积相同），相同温度下起始加入2mol X₂和1mol Y₂达到平衡后，Y₂的转化率将变大（填“变大”、“变小”或“不变”）．

Answer 1

分析 （1）化学平衡常数，是指在一定温度下，可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，据此书写；
该反应正反应是放热反应，降低温度，平衡向正反应移动，平衡常数增大；
（2）恒温恒容下，2molZ完全转化到左边，可得2molX₂和1molY₂，故与原平衡为等效平衡，平衡时Z的浓度相同；
同一可逆反应，相同温度下，正、逆反应的反应热数值相等，但符号相反，令平衡时Z的物质的量为nmol，根据反应热计算两个过程的热量数值，据此判断；
（3）原平衡随反应进行，压强降低．恒压容器（反应器开始体积相同），相同温度下起始加入2molX₂和1molY₂，等效为在原平衡的基础上增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，据此判断．

解答 解：（1）化学平衡常数，是指在一定温度下，可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，所以2X₂（g）+Y₂（g）?2Z（g）的平衡常数k=$\frac{c{\;}^{2}（Z）}{c{\;}^{2}（X{\;}_{2}）×c（Y{\;}_{2}）}$，该反应正反应是放热反应，降低温度，平衡向正反应移动，平衡常数增大，
故答案为：$\frac{c{\;}^{2}（Z）}{c{\;}^{2}（X{\;}_{2}）×c（Y{\;}_{2}）}$；增大；
（2）恒温恒容下，2molZ完全转化到左边，可得2molX₂和1molY₂，故与原平衡为等效平衡，平衡时Z的浓度相同，故c（Z）=Wmol•L^-1，
同一可逆反应，相同温度下，正、逆反应的反应热数值相等，但符号相反，令平衡时Z的物质的量为nmol，
对于反应2X₂（g）+Y₂（g）?2Z（g）△H=-akJ•mol^-1，则b=n×$\frac{a}{2}$，对于反应2Z（g）?2X₂（g）+Y₂（g）△H=akJ•mol^-1，Z分解的物质的量为（2-n）mol，故c=$\frac{2-n}{2}$×a=1-n×$\frac{a}{2}$，故a=b+c，
故答案为：=；a=b+c；
（3）原平衡随反应进行，压强降低．恒压容器（反应器开始体积相同），相同温度下起始加入2molX₂和1molY₂，等效为在原平衡的基础上增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，即向正反应移动，Y₂的转化率变大，故答案为：变大．

点评 本题考查化学平衡常数、平衡状态判断，化学平衡的有关计算等，注意（3）中构建平衡建立的途径，题目难度中等．