Question

2．向甲乙兩個容積均為1L的恒容容器中，分別充入2molA、2molB和1molA、1molB．相同條件下（溫度T℃），發生下列反應：A（g）+B（g）?xC（g）△H＜0．測得兩容器中c（A）隨時間t的變化如圖所示：
回答下列問題：
（1）乙容器中，平衡后物質B的轉化50%；
（2）x=1；
（3）T℃時該反應的平常常數為2；
（4）甲容器中可以判斷已經達到平衡的標志是BD；
A．v（A）=c（C）                 B．容器中壓強不變
C．容器中混合氣體的密度不變      D．容器中A的體積分數不變．
（5）下列說法正確的是C．
A．向平衡后的乙容器中沖入氦氣可使c（A）增大
B．將乙容器單獨升溫可使乙容器內各物質的體積分數與甲容器內相同
C．若想甲容器中再沖入2molA、2molB，則平衡時甲容器中0.78mol•L^-1＜c（A）＜1.56mol•L^-1
D．若甲容器為等壓可變容器，則甲中沖入惰性氣體，則c（A）減小，平衡正向移動，v（正）、v（逆）減小．

Answer 1

分析 （1）乙容器中，A參加反應的物質的量=（1-0.5）mol/L×1L=0.5mol，根據A和B的關系式知，參加反應的B的物質的量也是0.5mol，則B的轉化率=$\frac{0.5mol/L}{1mol/L}$×100%；
（2）計算甲、乙容器中A的轉化率，再根據壓強對A轉化率的影響來確定x值；
（3）根據化學平衡常數K=$\frac{c（C）}{c（A）•c（B）}$；
（4）根據反應處于平衡狀態，正逆反應速率，各組成成分不變，及某些物理量不變進行判斷；
（5）A．恒容容器中，A的濃度不變，則平衡不移動；
B．升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動；
C．若向甲容器中再充入2molA、2molB，相當于增大壓強，A在轉化率比原來大；
D．若甲容器為等壓可變容器，則甲中沖入惰性氣體，容器體積增大，相當于減壓，則c（A）減小，v（正）、v（逆）減小，根據壓強對平衡移動的影響可判斷平衡移動方向．

解答 解：（1）乙容器中，A參加反應的物質的量=（1-0.5）mol/L×1L=0.5mol，根據A和B的關系式知，參加反應的B的物質的量也是0.5mol，則B的轉化率=$\frac{0.5mol/L}{1mol/L}$×100%=50%，
故答案為：50%；
（2）甲容器反應達到平衡后，c（A）=0.78 mol•L^-1，A的轉化率=$\frac{（2.0-0.78）mol/L}{2mol/L}$=61%，乙容器中，A參加反應的物質的量=（1-0.5）mol/L×1L=0.5mol，A的轉化率=$\frac{0.5mol/L}{1mol/L}$=50%，即壓強越大，A的轉化率越高，所以正反應為氣體體積減小的反應，則x=1，
故答案為：1；
（3）反應達到平衡時，乙容器中c（A）=c（B）=c（C）=0.5 mol•L^-1，T℃時，該反應的平衡常數K=$\frac{c（C）}{c（A）•c（B）}$=$\frac{0.5}{0.5×0.5}$=2，
故答案為：2；
（4）A．v（A）=c（C），未說明是正反應速率還是逆反應速率，故不能判斷反應是否處于平衡狀態，故A錯誤；
B．該反應為氣體體積減小的反應，容器中壓強不變時，說明反應已經處于平衡狀態，故B正確；
C．該反應是恒容條件下進行，反應中氣體質量守恒，所以容器中混合氣體的密度始終不變，故密度不能作為平衡狀態 的判斷依據，故C錯誤；
 D．容器中A的體積分數不變，則說明反應處于平衡狀態，故D正確，
故選BD；
（5）A．向平衡后的乙容器中充入惰性氣體氦氣，氣體的濃度不變，平衡不發生移動，所以c（A）不變，故A錯誤；
B．將乙容器單獨升溫，平衡逆向移動，A的體積分數增大，更大于甲容器中A的體積分數，故B錯誤；
C．若向甲容器中再充入2 mol A、2 mol B，相當于增大壓強，平衡向正反應方向移動，則達到平衡時A的轉化率比不加前增大，所以平衡時甲容器中0.78 mol•L^-1＜c（A）＜1.56 mol•L^-1，故C正確；
D．若甲容器為等壓可變容器，則甲中沖入惰性氣體，容器體積增大，相當于減壓，則c（A）減小，v（正）、v（逆）減小，該反應的正反應為氣體體積減小的反應，減壓平衡逆向移動，故D錯誤．
故答案為：C．

點評 本題考查了化學平衡的移動、化學平衡的計算、等效平衡等知識點，根據圖象計算轉化率，根據轉化率計算x值，再結合等效平衡及影響化學平衡的因素來分析（4），注意等效平衡的應用，難度中等．