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(shù)據(jù)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(tài)，令D的濃度為cmol/L，代入平衡常數(shù)計算；
B．根據(jù)容器Ⅰ可知該反應的平衡常數(shù)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(tài)，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(jù)平衡常數(shù)計算x的值，再根據(jù)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(tài)，令D的濃度為cmol/L，化學平衡常數(shù)為生成物濃度系數(shù)次冪的乘積與反應物濃度系數(shù)次冪乘積的比值，溫度不變常數(shù)不變，據(jù)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(jù)容器Ⅰ可知該反應的平衡常數(shù)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(shù)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(tài)，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(jù)平衡常數(shù)可知$\frac{（1+x）×x}{0.32-x}$=1，解得x=0.14，根據(jù)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(shù)等知識，題目難度中等，注意A根據(jù)平衡常數(shù)的計算，為該題的難點．