Question

T℃時(shí)，A氣體與B氣體反應(yīng)生成C氣體．反應(yīng)過(guò)程中A、B、C濃度變化如圖（Ⅰ）所示，若保持其他條件不變，溫度分別為T₁和T₂時(shí)，B的體積分?jǐn)?shù)與時(shí)間的關(guān)系如圖（Ⅱ）所示．現(xiàn)向一體積可變的密閉容器中通入等物質(zhì)的量的A氣體和B氣體，在恒溫條件下發(fā)生反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)Ⅰ后，再升高到某溫度，繼續(xù)反應(yīng)一段時(shí)間后達(dá)到平衡狀態(tài)Ⅱ．下列敘述中正確的是（　　）

• A、該反應(yīng)在高溫時(shí)才能自發(fā)進(jìn)行
• B、反應(yīng)從開始到平衡狀態(tài)Ⅰ的過(guò)程中，反應(yīng)向正向進(jìn)行，A的體積分?jǐn)?shù)一直在減少
• C、平衡狀態(tài)Ⅰ到平衡狀態(tài)Ⅱ的過(guò)程中，平衡向逆向移動(dòng)，A的體積分?jǐn)?shù)一直沒(méi)有變化
• D、反應(yīng)從開始到平衡狀態(tài)Ⅱ的過(guò)程中，平衡常數(shù)K和A的轉(zhuǎn)化率都是先增大后減少

Answer 1

分析：由圖（Ⅰ）可知，A和B的物質(zhì)的量濃度減小，C的物質(zhì)的量濃度增加，則A、B為反應(yīng)物，C為生成物，由反應(yīng)的濃度的變化之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可得：△c（A）：△c（B）：△c（C）=0.2mol/L：0.6mol/L：0.4mol/L=1：3：2，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為A+3B2C；
由圖（Ⅱ），先拐數(shù)值大，可知T₁＞T₂，升高溫度B的體積分?jǐn)?shù)增大，說(shuō)明生成溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
A．能在高溫下自發(fā)進(jìn)行，需滿足△G=△H-T?△S＜0；
B．根據(jù)平衡三段法求出A的體積分?jǐn)?shù)；
C．根據(jù)溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，利用平衡三段法求出A的體積分?jǐn)?shù)；
D．根據(jù)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與濃度無(wú)關(guān)；平衡正向進(jìn)行，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率先增大，反之，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率減少；

解答：解：A．反應(yīng)的△H＜0，△S＜0，在低溫下△G=△H-T?△S＜0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，故A錯(cuò)誤；
B．設(shè)等物質(zhì)的量的A氣體和B氣體為nmol，反應(yīng)的A為amol，則：
               A+3B 2C；
起始（mol）     n      n          0
反應(yīng)（mol）     a      3a         2a
任意時(shí)刻（mol）n-a     n-3a       2a
則開始時(shí)A的體積分?jǐn)?shù)為

n

n+n

×100%=50%，任意時(shí)刻A的體積分?jǐn)?shù)為

n-a

n-a+ n-3a+2a

×100%=50%，A的體積分?jǐn)?shù)一直沒(méi)有變化，故B錯(cuò)誤；
C．平衡狀態(tài)Ⅰ到平衡狀態(tài)Ⅱ的過(guò)程中，平衡發(fā)生移動(dòng)，由B可知，A的體積分?jǐn)?shù)一直沒(méi)有變化，故C正確；
D．反應(yīng)從開始到平衡狀態(tài)Ⅱ的過(guò)程中，反應(yīng)正向建立平衡，然后升溫，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)K先是不變?nèi)缓鬁p小，A的轉(zhuǎn)化率是先增大后減少，故D錯(cuò)誤；
故選C．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡圖象問(wèn)題，題目難度較大，從平衡三段法計(jì)算可知，無(wú)論反應(yīng)如何進(jìn)行A的體積分?jǐn)?shù)一直沒(méi)有變化是解題的難點(diǎn)．