Question

7．向甲、乙、丙三個(gè)密閉容器中充入一定量的A和B，發(fā)生反應(yīng)：A（g）+xB（g）?2C（g）．各容器的反應(yīng)溫度、反應(yīng)物起始量，反應(yīng)過(guò)程中C的濃度隨時(shí)間變化關(guān)系分別以如表和如圖表示：

容器	甲	乙	丙
容積	0.5 L	0.5 L	1.0 L
溫度/℃	T1	T2	T2
反應(yīng)物 起始量	1.5 mol A 0.5 mol B	1.5 mol A 0.5 mol B	6.0 mol A 2.0 mol B

下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 平衡后，向甲容器中再充入0.5 mol A，A和B的轉(zhuǎn)化率均增大
• B． 達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)吸收的熱量：Q_丙＞2Q_乙
• C． 若平衡時(shí)保持溫度不變，改變?nèi)萜黧w積平衡不移動(dòng)
• D． T₁℃，起始時(shí)甲容器中充入0.5 mol A、1.5 mol B，平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為25%

Answer 1

分析 甲乙只有溫度不同，根據(jù)先拐先平數(shù)值大知，溫度乙＞甲，升高溫度C濃度減小，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H＜0；
由表中數(shù)據(jù)知，乙丙只有反應(yīng)物濃度不同，丙中濃度大于甲，則反應(yīng)速率丙＞甲；
乙中平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為$\frac{1mol/L×0.5L×\frac{1}{2}}{1.5mol}$=$\frac{1}{6}$，丙中A的轉(zhuǎn)化率為$\frac{2mol/L×1L×\frac{1}{2}}{6mol}$=$\frac{1}{6}$，丙中壓強(qiáng)為乙中2倍，壓強(qiáng)增大平衡不移動(dòng)，故x=1；
A．平衡后，向甲容器中再充入0.5 mol A，A的轉(zhuǎn)化率減小、B的轉(zhuǎn)化率均增大；
B．如果乙丙是等效平衡時(shí)，則丙容器是1L時(shí)加入的A、B物質(zhì)的量應(yīng)該分別是3mol、1mol，實(shí)際上是加入6molA、2molB，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)，兩個(gè)容器中A的轉(zhuǎn)化率相等，根據(jù)物質(zhì)的量與反應(yīng)熱的關(guān)系計(jì)算；
C．該反應(yīng)前后氣體體積不變，則壓強(qiáng)不影響平衡移動(dòng)；
D．計(jì)算甲中平衡時(shí)各組分的濃度，進(jìn)而計(jì)算平衡常數(shù)，令T₁℃，起始時(shí)甲容器中充入0.5molA、1.5molB，反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)A的濃度變化量為x，再表示出平衡時(shí)各組分的濃度，利用平衡常數(shù)列方程計(jì)算x的值，進(jìn)而計(jì)算A的轉(zhuǎn)化率．

解答 解：甲乙只有溫度不同，根據(jù)先拐先平數(shù)值大知，溫度乙＞甲，升高溫度C濃度減小，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H＜0；
由表中數(shù)據(jù)知，乙丙只有反應(yīng)物濃度不同，丙中濃度大于甲，則反應(yīng)速率丙＞甲；
乙中平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為$\frac{1mol/L×0.5L×\frac{1}{2}}{1.5mol}$=$\frac{1}{6}$，丙中A的轉(zhuǎn)化率為$\frac{2mol/L×1L×\frac{1}{2}}{6mol}$=$\frac{1}{6}$，丙中壓強(qiáng)為乙中2倍，壓強(qiáng)增大平衡不移動(dòng)，故x=1；
A．當(dāng)反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比等于其計(jì)量數(shù)之比時(shí)A的轉(zhuǎn)化率最大，所以平衡后，向甲容器中再充入0.5 mol A，A的轉(zhuǎn)化率減小、B的轉(zhuǎn)化率均增大，故A錯(cuò)誤；
B．如果乙丙是等效平衡時(shí)，則丙容器是1L時(shí)加入的A、B物質(zhì)的量應(yīng)該分別是3mol、1mol，實(shí)際上是加入6molA、2molB，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)，兩個(gè)容器中A的轉(zhuǎn)化率相等，則乙丙中反應(yīng)掉的同一種物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為1：2，則達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)吸收的熱量：Q_丙=2Q_乙，故B錯(cuò)誤；
C．該反應(yīng)前后氣體體積不變，則壓強(qiáng)不影響平衡移動(dòng)，所以若平衡時(shí)保持溫度不變，改變?nèi)萜黧w積平衡不移動(dòng)，故C正確；
D．甲中平衡時(shí)C的濃度為1.5mol/L，則：
             A（g）+B（g）?2C（g）
開(kāi)始（mol/L）：3     1      0
變化（mol/L）：0.75  0.75   1.5
平衡（mol/L）：2.25  0.25   1.5
故T₁℃，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=$\frac{1．{5}^{2}}{2.25×0.25}$=4
令T₁℃，起始時(shí)甲容器中充入0.5molA、1.5molB，反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)A的濃度變化量為x，則：
             A（g）+B（g）?2C（g）
開(kāi)始（mol/L）：1     3       0
變化（mol/L）：x     x       2x
平衡（mol/L）：1-x   3-x     2x
所以$\frac{（2x）^{2}}{（1-x）．（3-x）}$=4，解得：x=0.75，故A的轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.75mol/L}{1mol/L}$×100%=75%，故D錯(cuò)誤；
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析判斷及計(jì)算能力，正確判斷x值、反應(yīng)熱及正確建立等效平衡是解本題關(guān)鍵，注意：化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，題目難度中等．