Question

2．（2015•江蘇鎮(zhèn)江高三期末•15）900℃時，向2.0L恒容密閉容器中充入0.40mol乙苯，發(fā)生反應：
C₂H₅（g）?CH=CH₂（g）+H₂（g）△H=akJ．mol^-1．經(jīng)一段時間后達到平衡．反應過程中測定的部分數(shù)據(jù)見下表：

時間/min	0	10	20	30	40
n（乙苯）/mol	0.40	0.30	0.24	n2	n3
n（苯乙烯）/mol	0.00	0.10	n1	0.20	0.20

下列說法正確的是（　�。�

• A． 反應在前20 min的平均速率為v（H₂）=0.004mol•L^-1•min^-1
• B． 保持其他條件不變，升高溫度，平衡時，c（乙苯）=0.08mol•L^-1，則a＜0
• C． 保持其他條件不變，向容器中充入不參與反應的水蒸氣作為稀釋劑，則乙苯的轉(zhuǎn)化率為50.0%
• D． 相同溫度下，起始時向容器中充入0.10mol乙苯、0.10mol苯乙烯和0.30molH₂，達到平衡前v（正）＞v（逆）

Answer 1

分析 A．由表中數(shù)據(jù)可知，20min內(nèi)乙苯的物質(zhì)的量變化量為0.4mol-0.24mol=0.16mol，根據(jù)v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$計算v（乙苯），再根據(jù)速率之比等于化學計量數(shù)之比計算v（H₂）；
B．由表中數(shù)據(jù)可知，30min時處于平衡狀態(tài)，平衡時苯乙烯的物質(zhì)的量為0.2mol，則平衡時c（乙苯）=1 mol/L，升高溫度時，乙苯的濃度減小，說明反應正向移動；
C．由表中數(shù)據(jù)可知，達平衡時乙苯的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.2mol}{0.4mol}$×100%=50%，在恒容條件下，充入水蒸氣，對反應的平衡移動不超成影響，故乙苯的轉(zhuǎn)化率不變；
D．30min時處于平衡狀態(tài)，平衡時苯乙烯的物質(zhì)的量為0.2mol，平衡時苯乙烯的濃度為$\frac{0.2mol}{2L}$=0.1mol/L，由方程式可知，氫氣的平衡濃度為0.1mol/L，參加反應的乙苯的物質(zhì)的量為0.2mol，故平衡時乙苯的濃度為0.1mol/L，故平衡常數(shù)k=$\frac{0.1×0.1}{0.1}$=0.1，再計算濃度商Qc，與平衡常數(shù)比較判斷反應進行方向．

解答 解：A．由表中數(shù)據(jù)可知，20min內(nèi)乙苯的物質(zhì)的量變化量為0.4mol-0.24mol=0.16mol，故v（乙苯）=$\frac{\frac{0.16mol}{2L}}{20min}$=0.004mol•L^-1•min^-1，速率之比等于化學計量數(shù)之比，則v（H₂）=v（乙苯）=0.004mol•L^-1•min^-1，故A正確；
B．由表中數(shù)據(jù)可知，30min時處于平衡狀態(tài)，平衡時苯乙烯的物質(zhì)的量為0.2mol，由方程式可知，參加反應的乙苯的物質(zhì)的量為0.2mol，故平衡時乙苯的濃度為$\frac{0.4mol-0.2mol}{2L}$=0.1mol/L，升高溫度乙苯的濃度變?yōu)?.08mol•L^-1，說明平衡向正反應移動，正反應為吸熱反應，故a＞0，故B錯誤；
C．由表中數(shù)據(jù)可知，平衡時苯乙烯的物質(zhì)的量為0.2mol，由方程式可知，參加反應的乙苯的物質(zhì)的量為0.2mol，達平衡時乙苯的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.2mol}{0.4mol}$×100%=50%，保持其他條件不變，向容器中充入不參與反應的水蒸氣作為稀釋劑，反應混合物的濃度不變，平衡不移動，乙苯的轉(zhuǎn)化率不變?yōu)?0%，故C正確；
D．30min時處于平衡狀態(tài)，平衡時苯乙烯的物質(zhì)的量為0.2mol，平衡時苯乙烯的濃度為$\frac{0.2mol}{2L}$=0.1mol/L，由方程式可知，氫氣的平衡濃度為0.1mol/L，參加反應的乙苯的物質(zhì)的量為0.2mol，故平衡時乙苯的濃度為0.1mol/L，故平衡常數(shù)k=$\frac{0.1×0.1}{0.1}$=0.1，相同溫度下，起始時向容器中充入0.10mol乙苯、0.10mol苯乙烯和0.30molH₂，此時濃度商Qc=$\frac{\frac{0.1}{2}×\frac{0.3}{2}}{\frac{0.1}{2}}$=0.15＞K=0.1，反應向逆反應進行，故達到平衡前v_正＜v_逆，故D錯誤；
故選：AC．

點評 本題考查化學反應速率計算、化學平衡有關計算、化學平衡常數(shù)計算與應用，難度中等，注意D選項中利用平衡常數(shù)判斷反應進行方向．