已知可逆反應(yīng):A(s)+2B(g)?C(g)+D(g)△H<0.在一定溫度下將1mol A和2molB加入如圖所示甲容器中,將2molC和2mol D加入乙容器中,此時(shí)控制活塞P,使乙的容積為甲的2倍,在恒溫下使兩容器內(nèi)反應(yīng)均達(dá)到平衡狀態(tài)(如圖所示,隔板K不能移動(dòng)).下列說(shuō)法正確的是( )

A.保持溫度和活塞位置不變,甲中再加入1 mol A和2mol B,達(dá)到新的平衡后,c(B)=2c(B)
B.保持溫度和乙中壓強(qiáng)不變,向乙中再加入2 mol D,達(dá)到新平衡后,c(B)>c(B)
C.若該溫度下反應(yīng)的K=1,則甲中B和乙中C的轉(zhuǎn)化率均為66.7%
D.保持乙中壓強(qiáng)不變,升高溫度,達(dá)到新的平衡后,甲、乙中B的體積分?jǐn)?shù)均增大
【答案】分析:從等效平衡的角度分析,2molC和2molD相當(dāng)于2molA和4molB,即乙容器內(nèi)的氣體的物質(zhì)的量為甲容器內(nèi)的氣體的物質(zhì)的量的2倍,而乙容器的體積為甲容器的體積的2倍,在相同溫度下達(dá)到相同平衡狀態(tài),甲、乙容器內(nèi)對(duì)應(yīng)物質(zhì)的濃度相同,各組分的含量相同.
A、A是固體,反應(yīng)前后氣體體積不變,在甲中再加入1molA和2molB,則相當(dāng)于在原來(lái)的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng),平衡不移動(dòng),反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不變,平衡時(shí)甲中C的濃度為原來(lái)的2倍.
B、持溫度和乙中壓強(qiáng)不變,向乙中再加入2 mol D,乙的體積變?yōu)樵瓉?lái)的1.5倍,若各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變,反應(yīng)前后氣體體積不變,平衡不移動(dòng),但D的物質(zhì)的量增大,所以平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行.
C、甲、乙兩容器平衡常數(shù)相同,利用三段式表示出各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化量、平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量,結(jié)合平衡常數(shù)計(jì)算甲中平衡時(shí)C的物質(zhì)的量,平衡時(shí)兩容器內(nèi)對(duì)應(yīng)各物質(zhì)的濃度相同,故乙容器內(nèi)C的物質(zhì)的量為甲容器的2倍,再根據(jù)轉(zhuǎn)化率計(jì)算.
D、該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行.
解答:解:2molC和2molD相當(dāng)于2molA和4molB,即乙容器內(nèi)的氣體的物質(zhì)的量為甲容器內(nèi)的氣體的物質(zhì)的量的2倍,而乙容器的體積為甲容器的體積的2倍,在相同溫度下達(dá)到相同平衡狀態(tài),甲、乙容器內(nèi)對(duì)應(yīng)物質(zhì)的濃度相同,各組分的含量相同.
A、保持溫度和活塞位置不變,在甲中再加入1molA和2molB,則相當(dāng)于在原來(lái)的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng),A是固體,反應(yīng)前后氣體體積不變,平衡不移動(dòng),反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不變,達(dá)到平衡時(shí),甲中C的濃度等于原來(lái)的2倍,即等于乙中C的濃度的2倍,故A正確;
B、保持溫度和乙中壓強(qiáng)不變,向乙中再加入2 mol D,乙的體積變?yōu)樵瓉?lái)的1.5倍,若各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變,反應(yīng)前后氣體體積不變,平衡不移動(dòng),但D的物質(zhì)的量增大,所以平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行,但達(dá)到新平衡后,B的濃度比原平衡狀態(tài)濃度低,即c(B)<c(B),故B錯(cuò)誤;
C、甲、乙兩容器平衡常數(shù)相同,平衡時(shí)兩容器內(nèi)對(duì)應(yīng)各物質(zhì)的濃度相同:
對(duì)于甲容器:A(s)+2B(g)?C(g)+D(g)
開(kāi)始(mol):1       2        0     0
變化(mol):x       2x        x    x
平衡(mol):1-x    2-2x       x    x
反應(yīng)前后氣體體積不發(fā)生變化,用物質(zhì)的量代替濃度代入平衡常數(shù)計(jì)算,則:=1,解得x=,所以甲中B的轉(zhuǎn)化率為=66.7%;
平衡時(shí),甲容器中C的物質(zhì)的量為mol,平衡時(shí)兩容器內(nèi)對(duì)應(yīng)各物質(zhì)的濃度相同,故乙容器內(nèi)C的物質(zhì)的量為mol,所以乙容器內(nèi)C的轉(zhuǎn)化率為=33.3%,故C錯(cuò)誤;
D、該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行,達(dá)到新的平衡后,甲、乙中B的體積分?jǐn)?shù)均增大,故D正確.
故選:AD.
點(diǎn)評(píng):本題考查化學(xué)平衡移動(dòng)的影響因素、等效平衡、平衡計(jì)算等,難度中等,注意從等效平衡的角度分析起始時(shí)甲乙兩容器內(nèi)的氣體的平衡狀態(tài),在此基礎(chǔ)上從平衡移動(dòng)的角度分析.
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A、保持乙中壓強(qiáng)不變,升高溫度,達(dá)到新的平衡后,乙中平均相對(duì)分子質(zhì)量增大B、保持溫度和乙中壓強(qiáng)不變,向乙中再加入2 mol D,達(dá)到新平衡后,一定有c(B)>c(B)C、若該溫度下反應(yīng)的K=1,則甲中B和乙中C的轉(zhuǎn)化率均為66.7%D、保持溫度和活塞位置不變,甲中再加入1 mol A和2mol B,達(dá)到新的平衡后,c(B)=2c(B)

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A.保持溫度和活塞位置不變,甲中再加入1 mol A和2mol B,達(dá)到新的平衡后,c(B)=2c(B)
B.保持溫度和乙中壓強(qiáng)不變,向乙中再加入2 mol D,達(dá)到新平衡后,c(B)>c(B)
C.若該溫度下反應(yīng)的K=1,則甲中B和乙中C的轉(zhuǎn)化率均為66.7%
D.保持乙中壓強(qiáng)不變,升高溫度,達(dá)到新的平衡后,甲、乙中B的體積分?jǐn)?shù)均增大
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C.若該溫度下反應(yīng)的K=1,則甲中B和乙中C的轉(zhuǎn)化率均為66.7%
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