Question

11．反應(yīng)AX₃（g）+X₂（g）?AX₅（g）在容積為10L的密閉容器中進行．起始時AX₃和X₂均為0.2mol．反應(yīng)在不同條件下進行，反應(yīng)體系總壓強隨時間的變化如圖所示．下列說法正確的是（　　）

• A． 實驗a從反應(yīng)開始至達到平衡時的反應(yīng)速率v（AX₅）=0.17 mol•L^-1•min^-1
• B． 實驗b達到平衡時，化學(xué)平衡常數(shù)為10
• C． 實驗c達到平衡時，AX₃的平衡轉(zhuǎn)化率為50%
• D． 圖中3組實驗從反應(yīng)開始至達到平衡時的反應(yīng)速率v（AX₅）由大到小的次序為b＞c＞a

Answer 1

分析 A．實驗a中60min到達平衡，恒溫恒容下，利用壓強之比等于物質(zhì)的量之比計算平衡時混合氣體總物質(zhì)的量，再利用差量法計算生成的AX₅的物質(zhì)的量，再根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算v（AX₅）；
B．恒溫恒容下，利用壓強之比等于物質(zhì)的量之比計算平衡時混合氣體總物質(zhì)的量，再利用差量法計算各組分物質(zhì)的量變化量，進而計算平衡時各組分物質(zhì)的量，再根據(jù)K=$\frac{c（A{X}_{5}）}{c（A{X}_{3}）×c（{X}_{2}）}$計算平衡常數(shù)；
C．恒溫恒容下，利用壓強之比等于物質(zhì)的量之比計算平衡時混合氣體總物質(zhì)的量，再利用差量法計算參加反應(yīng)的AX₃的物質(zhì)的量，進而計算AX₃的轉(zhuǎn)化率；
D．恒溫恒容下，壓強之比等于物質(zhì)的量之比，單位時間內(nèi)壓強變化越大，說明濃度變化越大，表示的反應(yīng)速率越快．

解答 解：A．實驗a中60min到達平衡，恒溫恒容下，壓強之比等于物質(zhì)的量之比，則平衡時混合氣體總物質(zhì)的量為（0.2+0.2）mol×$\frac{120kPa}{160kPa}$=0.3mol，則：
AX₃（g）+X₂（g）?AX₅（g）△n
                 1       1
                 0.1mol   0.4mol-0.3mol=0.1mol
故v（AX₅）=$\frac{\frac{0.1mol}{10L}}{60min}$=1.7×10^-4mol/L•min，故A錯誤；
B．恒溫恒容下，壓強之比等于物質(zhì)的量之比，實驗b中平衡時混合氣體總物質(zhì)的量為（0.2+0.2）mol×$\frac{120kPa}{160kPa}$=0.3mol，則：
            AX₃（g）+X₂（g）?AX₅（g）△n=1
起始量（mol）：0.2     0.2      0
變化量（mol）：0.1     0.1      0.1     0.4-0.3=0.1
平衡量（mol）：0.1     0.1      0.1
容器容積為10L，則平衡常數(shù)K=$\frac{c（A{X}_{5}）}{c（A{X}_{3}）×c（{X}_{2}）}$=$\frac{0.01}{0.01×0.01}$=100，故B錯誤；
C．恒溫恒容下，壓強之比等于物質(zhì)的量之比，實驗c中平衡時混合氣體總物質(zhì)的量為（0.2+0.2）mol×$\frac{140kPa}{175kPa}$=0.32mol，則：
AX₃（g）+X₂（g）?AX₅（g）△n
 1                       1
0.08mol              0.4mol-0.32mol=0.08mol
AX₃的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.08mol}{0.2mol}$×100%=40%，故C錯誤；
D．恒溫恒容下，壓強之比等于物質(zhì)的量之比，單位時間內(nèi)壓強變化越大，說明濃度變化越大，表示的反應(yīng)速率越快，a在60min到達平衡，壓強變化40 kPa，b在40min到達平衡，壓強變化40 kPa，c在45min到達平衡，壓強變化35 kPa，可知反應(yīng)速率：b＞c＞a，故D正確，
故選：D．

點評 本題考查化學(xué)平衡的有關(guān)計算、化學(xué)平衡影響因素、平衡常數(shù)、反應(yīng)速率等，側(cè)重考查學(xué)生分析計算能力，D選項中注意根據(jù)單位時間內(nèi)壓強變化判斷，難度中等．