Question

14．M、N兩個容器中均發(fā)生反應：A（g）+3B（g）?2C（g）△H=-192kJ•mol^-1．隔板Ⅰ固定不動，活塞Ⅱ可自由移動．向M、N中，都通入x mol A和y mol B的混合氣體，初始M、N容積相同，保持溫度不變．下列說法正確的是（　�。�

• A． 若x：y=1：2，則平衡時，M中的轉(zhuǎn)化率：A＞B
• B． 若x：y=1：3，當M中放出熱量172.8 kJ時，A的轉(zhuǎn)化率為90%
• C． 若x=1.2，y=1，N中達到平衡時體積為2 L，含有C 0.4 mol，再通入0.4mol A時，v_正＞v_逆
• D． 起始時，分別向M、N兩個容器中加入1molA和1molC，達到平衡時，容器M、N中物質(zhì)A的體積分數(shù)：M＜N

Answer 1

分析 M容器保持恒容，N容器保持恒壓，由于反應前后的氣體系數(shù)和不等，所以兩個平衡態(tài)也不一樣，
A、由于x：y=1：2，即y=2 x，設反應中消耗掉amolA，用a表示參加反應的B的物質(zhì)的量，表示出轉(zhuǎn)化率，據(jù)此比較；
B、題目中熱化學方程式的意義為1molA完全反應，放熱192 kJ，根據(jù)實際放出的熱量計算參加反應的A的物質(zhì)的量，進而表示出轉(zhuǎn)化率進行判斷；
C、根據(jù)平衡時C的物質(zhì)的量，利用三段式計算出平衡時各組分的物質(zhì)的量，進而計算平衡常數(shù)．再通入0.4 molA時，假定平衡不移動，恒溫恒壓下，體積之比等于物質(zhì)的量之比，據(jù)此計算通入0.4 molA時瞬間體積，再計算各物質(zhì)的量的濃度，進而計算濃度商，與平衡常數(shù)比較，判斷平衡移動，據(jù)此確定；
D、加入1molA、1molC相當于加入1.5molA、1.5molC，由于壓強不同，達到平衡時A的體積分數(shù)不同．

解答 解：M容器保持恒容，N容器保持恒壓，由于反應前后的氣體系數(shù)和不等，所以兩個平衡態(tài)也不一樣，
A、x：y=1：2，即y=2 x，設反應中消耗掉amolA，則：
           A（g）+3B（g）?2C（g）
初始（mol）：x     2x       0
變化（mol）：a     3a     2a
故A的轉(zhuǎn)化率=$\frac{a}{x}$，B的轉(zhuǎn)化率=$\frac{3a}{2x}$，則平衡時，M中的轉(zhuǎn)化率：A＜B，故A錯誤；
B、題目中熱化學方程式的意義：若1molA完全反應，放熱192 kJ，當M中放出熱量172.8 kJ時，參加反應的A的物質(zhì)的量為$\frac{172.8kJ}{192kJ}$×1mol=0.9mol，故A的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.9}{x}$，故B錯誤；
C、x=1.2，y=1，N中達到平衡時體積為2 L，含有C 0.4 mol，則：
      A（g）+3B（g）?2C（g）
起始：1.2     1
反應：0.2     0.6     0.4
平衡：1       0.4     0.4
故A、B、C的平衡濃度分別為0.5mol/L、0.2mol/L、0.2mol/L，
則平衡常數(shù)K=$\frac{0．{2}^{2}}{0.5×0．{2}^{3}}$=10
原平衡體系中，2.0L容器中含有分子物質(zhì)的量為1.0+0.4+0.4mol=1.8mol，當加入0.4molA，體系瞬間有分子物質(zhì)的量為（1.8+0.4）mol=2.2mol，N容器恒溫、恒壓，則容器體積比=氣體的物質(zhì)的量比，即：2.2mol：1.8mol=V：2L，瞬間總體積（V）變?yōu)?\frac{2.2mol×2L}{1.8mol}$=2.44L，此時的濃度商Qc=$\frac{（\frac{0.4}{2.44}）^{2}}{\frac{1.4}{2.44}×（\frac{0.4}{2.44}）^{3}}$=10.6，Qc＞K，所以，平衡要逆向移動，即v（正）＜v（逆），故C正確；
D、起始時，分別向M、N兩個容器中加入1molA、1molC，相當于加入1.5molA、1.5molC；由于M和N的反應條件不同，該反應又是體積縮小的反應，N中壓強大于M，平衡向著正向移動，所以達平衡時，容器M中物質(zhì)A的體積分數(shù)大于N，故D錯誤；
故選C．

點評 本題考查化學平衡的計算、平衡常數(shù)的計算等，難度較大，D選項為易錯點、難點，注意根據(jù)平衡常數(shù)判斷平衡移動方向，A選項中注意數(shù)據(jù)的分析處理．