Question

20．在體積為2L的恒容密閉容器中發生反應xA（g）+yB（g）?zC（g），圖甲表示200℃時容器中A、B、C物質的量隨時間的變化，圖乙表示不同溫度下平衡時C的體積分數隨起始n（A）：n（B）的變化關系．則下列結論正確的是
（　　）

• A． 200℃時，反應從開始到平衡的平均速率v（B）=0.04 mol•L^-1•min^-1
• B． 由圖乙可知，反應xA（g）+yB（g）?zC（g）的△H＜0，且a=2
• C． 若在2 L恒容絕熱（與外界沒有熱量交換）密閉容器進行該反應，化學平衡常數減小．達到平衡時，A的體積分數小于0.5
• D． 200℃時，起始向容器中充入0.2 mol A、0.4 mol B和0.4 mol C，反應達到平衡前的速率：v（正）＜v（逆）

Answer 1

分析 A．由圖Ⅰ可知，200℃時平衡時，B的物質的量變化量為0.4mol-0.2mol=0.2mol，根據v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$計算v（B）；
B．由圖Ⅱ可知，n（A）：n（B）一定時，溫度越高平衡時C的體積分數越大，說明升高溫度平衡向正反應移動，據此判斷反應熱效應；在一定的溫度下只要A、B起始物質的量之比剛好等于平衡化學方程式化學計量數之比，平衡時生成物C的體積分數就最大，由圖Ⅰ判斷200℃時A、B的起始物質的量，據此計算a的值；
C．溫度和平衡常數之間有關，絕熱下，隨著反應進行，溫度降低，根據溫度對平衡移動的影響知識來回答；
D、200℃時，向容器中充入2 mol A 和1 mol B達到平衡等效為原平衡增大壓強，根據圖Ⅰ中A、B、C的物質的量變化量之比等于化學計量數之比確定x、y、z，計算濃度商與化學平衡常數大小，判斷化學平衡移動方向，得到答案．

解答 解：A．由圖Ⅰ可知，200℃時5min達到平衡，平衡時B的物質的量變化量為0.4mol-0.2mol=0.2mol，故v（B）=$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{5min}$=0.02 mol•L^-1•min^-1，故A錯誤；
B．由圖Ⅱ可知，n（A）：n（B）一定時，溫度越高平衡時C的體積分數越大，說明升高溫度平衡向正反應移動，升高溫度平衡向吸熱反應移動，故正反應為吸熱反應，即△H＞0；圖Ⅰ可知，200℃時平衡時，A的物質的量變化量為0.8mol-0.4mol=0.4mol，B的物質的量變化量為0.2mol，在一定的溫度下只要A、B起始物質的量之比剛好等于平衡化學方程式化學計量數之比，平衡時生成物C的體積分數就最大，A、B的起始物質的量之比=0.4mol：0.2mol=2，即a=2，故B錯誤；
C、反應是吸熱反應，若在2 L恒容絕熱（與外界沒有熱量交換）密閉容器進行該反應，隨著反應進行，溫度降低，所以化學平衡常數減小，平衡時在逆向進行的基礎上建立的，所以達到平衡時，A的體積分數大于0.5，故C錯誤；
D、由圖Ⅰ可知，200℃時平衡時，A、B、C的物質的量變化量分別為0.4mol、0.2mol、0.2mol，物質的量之比等于化學計量數之比，故x：y：z=0.4mol：0.2mol：0.2mol=2：1：1，平衡時A、B、C濃度分別為：0.2mol/L、0.1mol/L、0.1mol/L，化學平衡常數K=$\frac{0.1}{0．{2}^{2}×0.1}$=25，加入0.2 mol A、0.4 mol B和0.4 mol C，濃度商為：$\frac{0.2}{0．{1}^{2}×0.2}$=100＞25，化學平衡向逆反應方向移動，故v（正）＜v（逆），故D正確；
故選D．

點評 本題考查化學平衡圖象、反應速率計算、影響化學平衡的因素、化學平衡有關計算等，難度中等，注意C選項中理解稀有氣體對化學平衡移動的影響．