Question

10．900℃時，向2.0L恒容密閉容器中充入0.40mol乙苯，發生反應：（g）?（g）+H₂（g）△H=akJ•mol^-1，經一段時間后達到平衡，反應過程中測定的部分數據見表：

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20min的平均速率為v_（H2）=0.008mol•L^-1•min^-1
• B． 保持其他條件不變，升高溫度，平衡時，c_（乙苯）=0.08 mol•L^-1，則a＜0
• C． 保持其他條件不變，平衡后向容器中再充入0.40mol乙苯，再次達到平衡時乙苯的轉化率小于50.0%
• D． 相同溫度下，起始時向容器中充入0.10 mol乙苯、0.10 mol苯乙烯和0.30 molH₂，達到平衡前v_（正）＞v_（逆）

Answer 1

分析 A．由表中數據可知，20min內乙苯的物質的量變化量為0.4mol-0.24mol=0.16mol，根據v=$\frac{△c}{△t}$計算v（乙苯），再根據速率之比等于化學計量數之比計算v（H₂）；
B．由表中數據可知，30min時處于平衡狀態，平衡時苯乙烯的物質的量為0.2mol，計算平衡時乙苯的濃度，根據升高溫度乙苯的濃度變化，再判斷溫度對平衡的影響；
C．保持其他條件不變，平衡后向容器中再充入0.40mol乙苯，反應體積增大，相當于加壓，逆向移動；
D．利用三段式平衡時各組分的平衡濃度，計算平衡常數，計算此時的濃度商Qc，與平衡常數比較，判斷反應進行方向，據此解答．

解答 解：A．由表中數據可知，20min內乙苯的物質的量變化量為0.4mol-0.24mol=0.16mol，故v（乙苯）=$\frac{0.16mol÷2L}{20min}$=0.004mol•L-1•min-1，速率之比等于化學計量數之比，則v（H₂）=v（乙苯）=0.004mol•L-1•min-1，故A錯誤；
B．由表中數據可知，30min時處于平衡狀態，平衡時苯乙烯的物質的量為0.2mol，由方程式可知，參加反應的乙苯的物質的量為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為0.08mol•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；
由表中數據可知，30min時處于平衡狀態，平衡時苯乙烯的物質的量為0.2mol，由方程式可知，參加反應的乙苯的物質的量為0.2mol，故乙苯的轉化率為$\frac{0.2mol}{0.4mol}$×100%=50%，保持其他條件不變，平衡后向容器中再充入0.40mol乙苯，相當于在原平衡加壓，該反應體積增大，加壓平衡逆向移動，所以乙苯的轉化率減小，故C正確；
D．由表中數據可知，30min時處于平衡狀態，平衡時苯乙烯的物質的量為0.2mol，平衡時苯乙烯的濃度為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的量為0.2mol，故平衡時乙苯的濃度為0.1mol/L，故平衡常數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=$\frac{（0.1÷2）•（0.3÷2）}{（0.1÷2）}$=0.15，大于平衡常數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C．

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