一定温度下向某容积固定的密闭容器中加入2mol A和1mol B,发生如下反应:2A(g)+B(g)⇌3C(g)+D(s)△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A的转化率为α.请回答下列问题:(1)Q1______Q(填“<”、“>”或“=”),理由是______.
(2)A的转化率=______(用含Q、Q1的代数式表示);平衡后,若加入少量物质D,A的转化率______(填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)反应达到平衡后,若升高温度,K______(填“增大”、“减小”或“不变”),混合气体的平均相对分子质量______(填“增大”、“减小”或“不变”).
(4)维持温度不变,若起始时向容器中加入的物质如下列四个选项,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)(填序号).
A.2mol A、1 mol B、1mol Ar
B.3mol C、1mol D
C.1mol A、0.5mol B、1.5mol C、0.5mol D
D.2mol A、1mol B、1mol D.
(1)加入2mol A和1mol B,发生如下反应:2A(g)+B(g)⇌3C(g)+D(s)△H=-Q kJ•mol.1(Q>0),焓变是完全反应时的热量变化;当反应达到平衡后,反应放出的热量为Q1kJ,反应是可逆反应不能进行彻底,所以放热Q1<Q;
故答案为:<;反应是可逆反应不能进行彻底;
(2)2A(g)+B(g)⇌3C(g)+D(s)△H=-Q kJ•mol;
2 Q
Q12Q1 Q
A的转化率=
×100%=2Q1 Q 2
×100%Q1 Q
平衡后,若加入少量物质D为固体,A的转化率不变
故答案为:
×100%;不变;Q1 Q
(3)2A(g)+B(g)⇌3C(g)+D(s)△H=-Q kJ•mol.1(Q>0),反应是放热反应,温度升高,平衡逆向进行,平衡常数减小,混合气体的平均相对分子质量等于气体质量除以气体总物质的量,反应前后气体物质的量不变,但逆向进行气体质量增大,所以平均摩尔质量增大;
故答案为:减小,增大;
(4)A、稀有气体对平衡无影响,放出的热量不变,故A符合;
B、反应从逆反应开始,反应吸收热量,故B不符合;
C、有反应物生成物,达平衡时放出的热量小于Q1KJ,故C不符合;
D、增加固体的量不影响平衡,热量不变,故D符合;
故选AD.