已知X(g)+Y(g)⇌2Z(g)+W(g)△H=-Q1kJ/mol(Q1>0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入1

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  • 解题思路:(1)恒温恒容下,2molZ和1molW完全转化到左边,可得1molX2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;

    (2)①B为恒温恒压,利用体积之比等于物质的量之比,求出平衡时B中混合气体的物质的量,令转化的X的物质的量为xmol,利用三段式列方程求出,再利用转化率的定义计算X的转化率;A容积不变,而B容积缩小,A中容器压强大于B中压强,平衡向逆反应方向移动;

    ②打开K达到平衡时,平衡体系的组成与原B容器中相同,物质的转化率相同,平衡时各组分的含量相同.

    (1)恒温恒容下,2molZ和1molW完全转化到左边,可得1molX2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X(g)+Y(g)

    ⇌2Z(g)+W(g)△H=-Q1kJ•mol-1,则Q2=n×

    Q1

    2,

    对于反应⇌2Z(g)+W(g)

    ⇌X(g)+Y(g)△H=Q3kJ•mol-1,Z反应的物质的量为(2-n)mol,故Q3=(2-n)×

    Q1

    2=Q1-n×

    Q1

    2,故Q1=Q2+Q3

    故答案为:=;Q1=Q2+Q3

    (2)①:(1)B为恒温恒压,反应前后体积之比等于物质的量之比,令平衡后B中混合气体的物质的量为n,则:

    aL:1.2aL=2mol:n,解答n=2.4mol,

    X(g)+Y(g)

    ⇌2Z(g)+W(g)

    开始:1mol 1mol 0mol 0mol

    转化:xmol xmol2xmol xmol

    平衡:(1-x)mol (1-x)mol 2xmol xmol

    所以:(1-x)mol+(1-x)mol+2xmol+xmol=2.4mol,

    解得x=0.4,

    X的转化率为[0.4/1]×100%=40%;

    A容积不变,而B容积增大,所以A中容器压强大于B中压强,平衡向逆反应方向移动,X的转化率小于B中X的转化率.

    故答案为:40%;>;

    ②打开K达到的平衡,可等效为开始打开K达到的平衡,与原B中平衡等效,X的转化率相同,此时相当于容器中起始含有3molX和3mol Y,由于与原B为等效平衡,所以平衡时总物质的量为2.4×3mol=7.2mol,体积之比等于物质的量之比,容器的总体积为原B平衡时体积的3倍,即3.6aL,故此时B的体积3.6aL-aL=2.6aL,

    故答案为:2.6a.

    点评:

    本题考点: 化学平衡的计算.

    考点点评: 本题考查等效平衡,化学平衡的有关计算等,难度中等,注意(1)中不同方向建立的完全等效平衡,吸收与放出的热量之和等于反应热数值.