Question

6．在容積為2L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：AX₃（g）+X₂（g）?AX₅（g）△H=QkJ/mol，起始時AX₃和X₂均為1.0mol．反應(yīng)在不同條件下進(jìn)行，反應(yīng)體系總壓強(qiáng)隨時間的變化如圖所示．下列有關(guān)說法不正確的是（　　）

• A． Q＜0
• B． 與實(shí)驗(yàn)a相比，實(shí)驗(yàn)b加入了催化劑
• C． 實(shí)驗(yàn)b條件下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=2
• D． 實(shí)驗(yàn)c從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時的平均反應(yīng)速率為v（AX₅）=4.0×10^-3mol/（L•min）

Answer 1

分析 A．a(chǎn)、c比較，體積、物質(zhì)的量相同，c中壓強(qiáng)大，則c中溫度高，由反應(yīng)前后的壓強(qiáng)比判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度；
B．與實(shí)驗(yàn)a相比，b實(shí)驗(yàn)到達(dá)平衡的時間變小，但平衡沒有發(fā)生移動；
C．實(shí)驗(yàn)b，起始時AX₃和X₂均為1mol，即n_o=2mol，總壓強(qiáng)為160KPa，平衡時總壓強(qiáng)為120KPa，根據(jù)壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，平衡時總物質(zhì)的量為n=1.5mol，
           AX₃（g）+X₂（g）?AX₅（g）
初始      1                1              0
變化     x                  x              x
平衡      1-x             1-x            x
（1-x）+（1-x）+x=1.5，解得x=0.5
則K=$\frac{\frac{0.5mol}{2L}}{\frac{0.5mol}{2L}×\frac{0.5mol}{2L}}$；
D．實(shí)驗(yàn)c，起始時AX₃和X₂均為1mol，即n_o=2mol，總壓強(qiáng)為175KPa，平衡時總壓強(qiáng)為140KPa，根據(jù)壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，平衡時總物質(zhì)的量為n=2mol×$\frac{140}{175}$=1.6mol，
           AX₃（g）+X₂（g）?AX₅（g）
初始      1                1              0
變化     x                  x              x
平衡      1-x             1-x            x
（1-x）+（1-x）+x=1.6，解得x=0.4，
結(jié)合v=$\frac{△c}{△t}$計算．

解答 解：A．a(chǎn)、c比較，體積、物質(zhì)的量相同，c中壓強(qiáng)大，則c中溫度高，由$\frac{140}{175}$＞$\frac{120}{160}$，可知C中溫度高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，Q＜0，故A正確；
B．與實(shí)驗(yàn)a相比，b實(shí)驗(yàn)到達(dá)平衡的時間變小，但平衡沒有發(fā)生移動，則與實(shí)驗(yàn)a相比，實(shí)驗(yàn)b加入了催化劑，故B正確；
C．實(shí)驗(yàn)b，起始時AX₃和X₂均為1mol，即n_o=2mol，總壓強(qiáng)為160KPa，平衡時總壓強(qiáng)為120KPa，根據(jù)壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，平衡時總物質(zhì)的量為n=1.5mol，
           AX₃（g）+X₂（g）?AX₅（g）
初始      1                1              0
變化     x                  x              x
平衡      1-x             1-x            x
（1-x）+（1-x）+x=1.5，解得x=0.5
則K=$\frac{\frac{0.5mol}{2L}}{\frac{0.5mol}{2L}×\frac{0.5mol}{2L}}$=4，故C錯誤；
D．實(shí)驗(yàn)c，起始時AX₃和X₂均為1mol，即n_o=2mol，總壓強(qiáng)為175KPa，平衡時總壓強(qiáng)為140KPa，根據(jù)壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，平衡時總物質(zhì)的量為n=2mol×$\frac{140}{175}$=1.6mol，
           AX₃（g）+X₂（g）?AX₅（g）
初始      1                1              0
變化     x                  x              x
平衡      1-x             1-x            x
（1-x）+（1-x）+x=1.6，解得x=0.4，
實(shí)驗(yàn)c從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時的平均反應(yīng)速率為v（AX₅）=$\frac{\frac{0.4mol}{2L}}{50min}$=4.0×10^-3mol/（L•min），故D正確；
故選C．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡的計算，為高頻考點(diǎn)，把握平衡三段法、K和速率的計算、平衡移動為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，注意選項(xiàng)A為解答的難點(diǎn)，題目難度不大．