Question

3．T℃時，將1molX和2molY投入2L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)X（g）+Y（g）?2Z（g），X、Y的量隨時間變化如下表，該反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下圖．則下列判斷正確的是（　�。�

	0	1	2	3	4	5	6
X	1	0.80	0.66	0.58	0.52	0.50	0.50
Y	2	1.80	1.66	…	…	…	…

• A． 前5min用Z表示的平均反應(yīng)速率為0.2 mol/（L•min）
• B． 該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，且T₁＞T
• C． 若溫度為T₁時，以同樣的起始量反應(yīng)，達(dá)到平衡時X的轉(zhuǎn)化率約為66.7%
• D． 在T℃時，以1molX、2molY和1molZ充入上述容器中，達(dá)到平衡時，X的轉(zhuǎn)化率仍為50%

Answer 1

分析 A．根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算v（X），再根據(jù)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比計算v（Z）；
B．由圖可知，隨溫度升高，平衡常數(shù)減小，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動；由表中數(shù)據(jù)可知，5min到達(dá)平衡，利用三段式表示出平衡時各組分的物質(zhì)的量，由于反應(yīng)前后氣體的體積不變，用物質(zhì)的量代替濃度計算平衡常數(shù)，再與溫度T₁時的平衡常數(shù)比較判斷溫度高低；
C．設(shè)參加反應(yīng)的X為amol，利用三段式表示出平衡時各組分的物質(zhì)的量，由于反應(yīng)前后氣體的體積不變，用物質(zhì)的量代替濃度代入平衡常數(shù)表達(dá)式列方程計算；
D．由B中數(shù)據(jù)可知，平衡時參加反應(yīng)的X為1mol-0.5mol=0.5mol，則X的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.5mol}{1mol}$×100%=50%．由于反應(yīng)前后氣體體積不變，故X、Y的起始物質(zhì)的量滿足1：2時為等效平衡，平衡時X的轉(zhuǎn)化率相等，在T℃時，以1molX、2molY和1molZ充入上述容器中，所到達(dá)的平衡等效為開始通入2molX、4molY到達(dá)的平衡，再通入1molZ，結(jié)合平衡移動判斷．

解答 解：A．由表中數(shù)據(jù)可知，前5min內(nèi)參加反應(yīng)的X為1mol-0.5mol=0.5mol，則v（X）=$\frac{\frac{0.5mol}{2L}}{5min}$=0.05 mol/（L•min），速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，v（Z）=2v（x）=0.1 mol/（L•min），故A錯誤；
B．由圖可知，隨溫度升高，平衡常數(shù)減小，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，
由表中數(shù)據(jù)可知，5min到達(dá)平衡，平衡時X為0.5mol，則：
           X（g）+Y（g）?2Z（g）
開始（mol）：1       2      0
轉(zhuǎn)化（mol）：0.5   0.5     1
平衡（mol）：0.5    1.5      1
由于反應(yīng)前后氣體的體積不變，用物質(zhì)的量代替濃度計算平衡常數(shù)，故K=$\frac{{1}^{2}}{0.5×1.5}$=$\frac{4}{3}$，小于溫度T₁時的平衡常數(shù)4，故溫度T₁＞T，故B錯誤；
C．設(shè)參加反應(yīng)的X為amol，則：
            X（g）+Y（g）?2Z（g）
開始（mol）：1     2      0
轉(zhuǎn)化（mol）：a    a      2a
平衡（mol）：1-a   2-a     2a
則$\frac{（2a）^{2}}{（1-a）×（2-a）}$=4，解得a=$\frac{2}{3}$，則X的轉(zhuǎn)化率為$\frac{\frac{2}{3}mol}{1mol}$×100%≈66.7%，故C正確；
D．由B中數(shù)據(jù)可知，平衡時參加反應(yīng)的X為1mol-0.5mol=0.5mol，則X的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.5mol}{1mol}$×100%=50%．由于反應(yīng)前后氣體體積不變，故X、Y的起始物質(zhì)的量滿足1：2時為等效平衡，平衡時X的轉(zhuǎn)化率相等，在T℃時，以1molX、2molY和1molZ充入上述容器中，所到達(dá)的平衡等效為開始通入2molX、4molY到達(dá)的平衡基礎(chǔ)上（此時平衡時X的轉(zhuǎn)化率為50%），再通入1molZ，平衡向逆反應(yīng)方向移動，X的轉(zhuǎn)化率降低，故在T℃時，以1molX、2molY和1molZ充入上述容器中，達(dá)到平衡時，X的轉(zhuǎn)化率小于為50%，故D錯誤，
故選C．

點評 本題考查化學(xué)反應(yīng)速率計算、化學(xué)平衡常數(shù)計算及影響因素、化學(xué)平衡計算、等效平衡等，D中關(guān)鍵是對等效平衡的理解，也可以利用平衡常數(shù)計算判斷，但比較繁瑣，難度中等．