Question

14．t℃時，在2L密閉、恒壓容器中充入1molA和1molB，發生反應：A（g）+B（g）?C（g）． 5min后達到平衡，測得C的物質的量分數為60%，則下列說法正確的是（　　）

• A． 5min內平均反應速率v_A=0.15mol•L^-1•min^-1
• B． 當同時對原平衡體系升高一定溫度和增加一定壓強時，達平衡后，C的物質的量分數為60%，則該反應的正反應為放熱反應
• C． 保持其他條件不變，若起始時向容器中加入0.5molA、0.5molB、1.5molC，則反應將向逆反應方向進行
• D． t℃，向2L密閉、恒容容器中加入等物質的量的A和B，反應達到平衡狀態時，C的物質的量分數仍為60%，則加入A的物質的量為1.6mol

Answer 1

分析 A．恒溫恒壓下，容器的體積減小，不能用濃度變化量表示平均反應速率；
B．增大壓強平衡向正反應方向移動，與原平衡相比C的物質的量分數增大，而再升高溫度，C的物質的量分數又增大為60%，說明升高溫度平衡逆反應方向移動；
C．保持其他條件不變，若起始時向容器中加入0.5molA、0.5molB、1.5molC，等效為開始加入2molA、2molB，壓強增大平衡正向移動，平衡時C的物質的量分數大于60%，計算開始時C的物質的量分數，與60%相比判斷反應進行方向；
D．t℃時，在2L密閉、恒壓容器中充入1molA和1molB，5min后達到平衡，設平衡時參加反應的A為x，則：
          A（g）+B（g）?C（g）
開始（mol）：1     1      0
轉化（mol）：x     x      x
平衡（mol）：1-x   1-x    x
平衡時C的物質的量分數為60%，則$\frac{x}{1-x+1-x+x}$=60%，解得x=0.75，恒溫恒壓下，體積之比等于物質的量之比，則平衡后氣體的體積為2L×$\frac{（2-0.75）mol}{2mol}$=1.25L，則該溫度平衡常數K=$\frac{\frac{0.75}{1.25}}{\frac{（1-0.75）}{1.25}×\frac{（1-0.75）}{1.25}}$=15，設加入A、B的物質的量均為ymol，反應A為amol，表示出平衡時各組分物質的量，再根據C的物質的量分數、平衡常數列方程計算解答．

解答 解：A．恒溫恒壓下，容器的體積減小，不能用濃度變化量表示平均反應速率，故A錯誤；
B．增大壓強平衡向正反應方向移動，與原平衡相比C的物質的量分數增大，而再升高溫度，C的物質的量分數又增大為60%，說明升高溫度平衡逆反應方向移動，而升高溫度平衡向吸熱反應方向移動，故正反應為放熱反應，故B正確；
C．保持其他條件不變，若起始時向容器中加入0.5molA、0.5molB、1.5molC，等效為開始加入2molA、2molB，壓強增大平衡正向移動，平衡時C的物質的量分數大于60%，開始時C的物質的量分數為$\frac{1.5mol}{0.5mol+0.5mol+1.5mol}$=60%，故平衡向正反應方向移動，故C錯誤；
D．t℃時，在2L密閉、恒壓容器中充入1molA和1molB，5min后達到平衡，設平衡時參加反應的A為x，則：
          A（g）+B（g）?C（g）
開始（mol）：1     1       0
轉化（mol）：x     x       x
平衡（mol）：1-x   1-x     x
平衡時C的物質的量分數為60%，則$\frac{x}{1-x+1-x+x}$=60%，解得x=0.75，恒溫恒壓下，體積之比等于物質的量之比，則平衡后氣體的體積為2L×$\frac{（2-0.75）mol}{2mol}$=1.25L，則該溫度平衡常數K=$\frac{\frac{0.75}{1.25}}{\frac{（1-0.75）}{1.25}×\frac{（1-0.75）}{1.25}}$=15，
設加入A、B的物質的量均為ymol，反應A為amol，則：
           A（g）+B（g）?C（g）
開始（mol）：y      y      y
轉化（mol）：a      a      a
平衡（mol）：y-a    y-a    a
則$\frac{a}{2y-a}$=60%，整理可得4a=3y，溫度相同，平衡常數不變，則$\frac{\frac{a}{2}}{\frac{y-a}{2}×\frac{y-a}{2}}$=15，聯立方程解得y=1.6，故D正確，
故選：BD．

點評 本題考查化學平衡有關計算，A選項注意體積發生變化，C選項可以利用平衡常數由濃度商相對大小進行判斷但比較繁瑣，注意利用等效思想解答，D中關鍵是平衡常數計算，屬于易錯題目，難度中等．