Question

13．T℃時，將5mol A和7mol B氣體通入體積為10L的密閉容器中（容積不變），反應過程中A、B、C濃度變化如圖1所示．若保持其他條件不變，溫度分別為T₁和T₂時，B 的體積分數與時間的關系如圖2所示：

則下列結論正確的是（　　）

• A． T℃時，將4 mol A，4 mol B和2 mol C氣體通入體積為10 L的密閉容器中（容積不變），達到平衡時，C的濃度為0.4 mol•L^-1
• B． 保持其他條件不變，在（t₁+10）min時，加入催化劑，平衡向正反應方向移動
• C． 保持其他條件不變，在（t₁+10）min時，通入稀有氣體，平衡向逆反應方向移動
• D． 保持其他條件不變，升高溫度，正、逆反應速率均增大，A的轉化率也增大

Answer 1

分析 該反應達到平衡狀態時，A濃度的變化量=（0.5-0.3）mol/L=0.2mol/L，B濃度的變化量=（0.7-0.1）mol/L=0.6mol/L，C濃度的變化量=（0.4-0）mol/L=0.4mol/L，同一化學反應同一時間段內，各物質濃度的變化量之比等于其計量數之比，所以該反應方程式為：A（g）+3B（g）?2C（g），
根據“先拐先平數值大”結合圖II知，T₁＞T₂，升高溫度，B的體積發生增大，則該反應的正反應是放熱反應；
A．先根據圖I計算平衡常數，再根據平衡常數計算改變三種物質的濃度達到平衡狀態時Z的濃度；
B．催化劑只改變反應速率，不改變平衡移動；
C．密閉容器中，通入稀有氣體，各物質的濃度不變，平衡不移動；
D．其它條件不變，升高溫度，正逆反應速率都增大，平衡向吸熱反應方向移動．

解答 解：反應達到平衡狀態時，A濃度的變化量=（0.5-0.3）mol/L=0.2mol/L，B濃度的變化量=（0.7-0.1）mol/L=0.6mol/L，C濃度的變化量=（0.4-0）mol/L=0.4mol/L，同一化學反應同一時間段內，各物質濃度的變化量之比等于其計量數之比，所以該反應方程式為：A（g）+3B（g）?2C（g），根據“先拐先平數值大”結合圖II知，T₁＞T₂，升高溫度，B的體積發生增大，則該反應的正反應是放熱反應；
A．根據圖I知，化學平衡常數K=$\frac{（0.4）{\;}^{2}}{0.3×（0.1）{\;}^{3}}$，
假設C的平衡濃度是0.4mol/L，
           A（g）+3B（g）?2C（g），
開始（mol/L）0.4    0.4     0.2
反應（mol/L）0.1    0.3     0.2  
平衡（mol/L） 0.3   0.1     0.4
化學平衡常數K′=$\frac{（0.4）{\;}^{2}}{0.3×（0.1）{\;}^{3}}$，所以符合平衡常數K，故A正確；
B．因為催化劑只改變反應速率，不改變平衡移動，所以在（t₁+10）min時，加入催化劑，平衡不移動，故B錯誤；
C．密閉容器中，通入稀有氣體，各物質的濃度不變，平衡不移動，所以在（t₁+10）min時，通入稀有氣體，平衡不移動，故C錯誤；
D．其它條件不變，升高溫度，正逆反應速率都增大，平衡向吸熱反應方向移動，根據圖II知，正反應是放熱反應，所以平衡向逆反應方向移動，A的轉化率降低，故D錯誤；
故選A．

點評 本題考查外界條件對化學平衡移動的影響，正確確定反應方程式是解本題關鍵，會根據“先拐先平數值大”確定該反應是吸熱反應還是放熱反應，難度中等．