Question

7．向甲、乙、丙三個密閉容器中充入一定量的A和B，發(fā)生反應：A（g）+xB（g）?2C（g）．各容器的反應溫度、反應物起始量，反應過程中C的濃度隨時間變化關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． 達到平衡時反應吸收的熱量：Q_丙＞2Q_乙
• C． 若平衡時保持溫度不變，改變?nèi)萜黧w積平衡不移動
• D． T₁℃，起始時甲容器中充入0.5 mol A、1.5 mol B，平衡時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，說明平衡逆向移動，則正反應是放熱反應，△H＜0；
由表中數(shù)據(jù)知，乙丙只有反應物濃度不同，丙中濃度大于甲，則反應速率丙＞甲；
乙中平衡時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$\frac{2mol/L×1L×\frac{1}{2}}{6mol}$=$\frac{1}{6}$，丙中壓強為乙中2倍，壓強增大平衡不移動，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，則丙容器是1L時加入的A、B物質(zhì)的量應該分別是3mol、1mol，實際上是加入6molA、2molB，相當于增大壓強，增大壓強平衡不移動，兩個容器中A的轉(zhuǎn)化率相等，根據(jù)物質(zhì)的量與反應熱的關系計算；
C．該反應前后氣體體積不變，則壓強不影響平衡移動；
D．計算甲中平衡時各組分的濃度，進而計算平衡常數(shù)，令T₁℃，起始時甲容器中充入0.5molA、1.5molB，反應到達平衡時A的濃度變化量為x，再表示出平衡時各組分的濃度，利用平衡常數(shù)列方程計算x的值，進而計算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，說明平衡逆向移動，則正反應是放熱反應，△H＜0；
由表中數(shù)據(jù)知，乙丙只有反應物濃度不同，丙中濃度大于甲，則反應速率丙＞甲；
乙中平衡時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$\frac{2mol/L×1L×\frac{1}{2}}{6mol}$=$\frac{1}{6}$，丙中壓強為乙中2倍，壓強增大平衡不移動，故x=1；
A．當反應物的物質(zhì)的量之比等于其計量數(shù)之比時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錯誤；
B．如果乙丙是等效平衡時，則丙容器是1L時加入的A、B物質(zhì)的量應該分別是3mol、1mol，實際上是加入6molA、2molB，相當于增大壓強，增大壓強平衡不移動，兩個容器中A的轉(zhuǎn)化率相等，則乙丙中反應掉的同一種物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為1：2，則達到平衡時反應吸收的熱量：Q_丙=2Q_乙，故B錯誤；
C．該反應前后氣體體積不變，則壓強不影響平衡移動，所以若平衡時保持溫度不變，改變?nèi)萜黧w積平衡不移動，故C正確；
D．甲中平衡時C的濃度為1.5mol/L，則：
             A（g）+B（g）?2C（g）
開始（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℃，該反應的平衡常數(shù)為K=$\frac{1．{5}^{2}}{2.25×0.25}$=4
令T₁℃，起始時甲容器中充入0.5molA、1.5molB，反應到達平衡時A的濃度變化量為x，則：
             A（g）+B（g）?2C（g）
開始（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錯誤；
故選C．

點評 本題考查化學平衡計算，為高頻考點，側(cè)重考查學生分析判斷及計算能力，正確判斷x值、反應熱及正確建立等效平衡是解本題關鍵，注意：化學平衡常數(shù)只與溫度有關，題目難度中等．