Question

18．一定溫度下，在4個容積均為1L的容器中分別進行反應（各容器中A都足量）A（s）+B（g）?C（g）+D（g）△H=+100kJ/mol，某時刻測得部分數據如表：下列說法正確的是（　　）

容器編號	n（B）/mol	n（C）/mol	n（D）/mol	反應時間/min	反應速率
Ⅰ	0.06	0.60	0.10	t1	v（正）=v（逆）
Ⅱ	0.12	1.20	0.20	t2
Ⅲ	0.32	1.0	0	0
Ⅳ	0.12	0.30			v（正）=v（逆）

• A． 容器Ⅳ中c（D）=0.4 mol/L
• B． t₂時容器Ⅱ中v（正）＞v（逆）
• C． 容器Ⅰ中平均反應速率v（B）=$\frac{0.04}{{t}_{1}}$mol/（L•min）
• D． 容器Ⅲ中反應至平衡時吸熱20 kJ

Answer 1

分析 A．容器Ⅳ中該時刻v（正）=v（逆），反應達平衡狀態，令D的濃度為cmol/L，代入平衡常數計算；
B．根據容器Ⅰ可知該反應的平衡常數k=$\frac{0.6×0.1}{0.06}$=1，計算t₂時容器Ⅱ中的濃度商Qc，比較Qc與K，判斷反應進行方向，進而判斷正、逆反應速率關系；
C．該時刻v（正）=v（逆），反應達平衡狀態，由于不知道反應是由哪個方向到達的平衡，無法計算各物質的濃度變化量；
D．令平衡時D的物質的量為x，由方程式可知，平衡時C的物質的量為（1+x）mol，B的物質的量為（3.2-x）mol，根據平衡常數計算x的值，再根據熱化學方程式計算反應吸收的熱量．

解答 解：A．容器Ⅳ中該時刻v（正）=v（逆），反應達平衡狀態，令D的濃度為cmol/L，化學平衡常數為生成物濃度系數次冪的乘積與反應物濃度系數次冪乘積的比值，溫度不變常數不變，據此可知$\frac{0.3×c}{0.12}$=$\frac{0.1×0.6}{0.06}$，解得c=0.4，故容器Ⅳ中c（D）=0.4 mol/L，故A正確；
B．根據容器Ⅰ可知該反應的平衡常數k=$\frac{0.6×0.1}{0.06}$=1，t₂時容器Ⅱ中的濃度商Qc=$\frac{1.2×0.2}{0.12}$=2，大于平衡常數k，平衡向逆反應移動，v（正）＜v（逆），故B錯誤；
C．該時刻v（正）=v（逆），反應達平衡狀態，由于不知道反應是由哪個方向到達的平衡，不能計算各物質的濃度變化量，不能計算反應速率，故C錯誤；
D．令平衡時D的物質的量為x，由方程式可知，平衡時C的物質的量為（1+x）mol，B的物質的量為（0.32-x）mol，根據平衡常數可知$\frac{（1+x）×x}{0.32-x}$=1，解得x=0.14，根據熱化學方程式可知反應吸收的熱量為100kJ/mol×0.14mol=14kJ，故D錯誤；
故選A．

點評 本題考查化學反應速率、化學平衡計算、化學平衡常數等知識，題目難度中等，注意A根據平衡常數的計算，為該題的難點．