Question

14．在10L恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：X（g）+Y（g）?2Z（g）△H＜0．T℃時，各物質(zhì)的物質(zhì)的量與時間關(guān)系如下表：下列說法正確的是（　�。�

時間/min	n（X）/mol	n（Y）/mol	n（Z）/mol
0	0.20	0.60	0
10	a1	a2	0.25
13	b1	0.45	b2
15	d1	d2	0.30

• A． 前10 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（Y）=2.5×10^-3 mol/（L•min）
• B． 保持其它條件不變，升高溫度，反應(yīng)達(dá)平衡時c（X）＜5.0×10^-3 mol/L
• C． 若起始時只充入0.60 mol Z（g），反應(yīng)達(dá)平衡時Z（g）的轉(zhuǎn)化率為50%
• D． 若起始時充入0.60 mol X（g）、0.10 mol Y（g）和0.50 mol Z（g），達(dá)到平衡前v（正）＞v（逆）

Answer 1

分析 A．根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算v（Z），再利用速率之比等于其化學(xué)計量數(shù)之比計算v（Y）；
B.13min時Y的物質(zhì)的量變化量為0.6mol-0.45mol=0.15mol，則Z的物質(zhì)的量變化為0.15mol×2=0.3mol，即13min時Z為0.3mol，而15min時Z的物質(zhì)的量也為0.3mol，故13min時反應(yīng)到達(dá)平衡，根據(jù)方程式計算參加反應(yīng)X物質(zhì)的量，進(jìn)而計算平衡時X的濃度，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，保持其它條件不變，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動；
C．由于反應(yīng)前后氣體化學(xué)計量數(shù)相等，利用物質(zhì)的量代替濃度代入K=$\frac{{c}^{2}（Z）}{c（X）×c（Y）}$計算平衡常數(shù)，設(shè)到達(dá)平衡時參加反應(yīng)Z為n mol，用三段式表示出平衡時各組分物質(zhì)的量，再根據(jù)平衡常數(shù)列方程計算n的值，進(jìn)而計算Z的轉(zhuǎn)化率；
D．計算此時濃度商Qc，與平衡常數(shù)比較，判斷反應(yīng)進(jìn)行方向，進(jìn)而判斷達(dá)到平衡前v（正）、v（逆）的相對大�。�

解答 解：A．前10 min內(nèi)Z的物質(zhì)的量變化量為0.25mol，容器體積為10L，則v（Z）=$\frac{\frac{0.25mol}{10L}}{10min}$=0.0025mol/（L．min）=，速率之比等于其化學(xué)計量數(shù)之比，則v（Y）=$\frac{1}{2}$v（Z）=$\frac{1}{2}$×0.0025mol/（L．min）=v（Z）=0.00125mol/（L．min），故A錯誤；
B.13min時Y的物質(zhì)的量變化量為0.6mol-0.45mol=0.15mol，則Z的物質(zhì)的量變化為0.15mol×2=0.3mol，即13min時Z的物質(zhì)的量為b₂=0.3mol，而15min時Z的物質(zhì)的量也為0.3mol，故13min時反應(yīng)到達(dá)平衡，由X（g）+Y（g）?2Z（g），可知參加反應(yīng)X為0.15mol，故平衡時X的物質(zhì)的量b₁=0.2mol-0.15mol=0.05mol，故平衡時c（X）=$\frac{0.05mol}{10L}$=5.0×10^-3 mol/L，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，保持其它條件不變，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，X的濃度增大，即反應(yīng)達(dá)平衡時c（X）＞5.0×10^-3 mol/L，故B錯誤；
C．由B中計算可知，平衡時X、Y、Z的物質(zhì)的量分別為0.05mol、0.45mol、0.3mol，由于反應(yīng)前后氣體化學(xué)計量數(shù)相等，利用物質(zhì)的量代替濃度計算平衡常數(shù)，故平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（Z）}{c（X）×c（Y）}$=$\frac{0．{3}^{2}}{0.05×0.45}$=4，
設(shè)到達(dá)平衡時參加反應(yīng)Z為n mol，則：
          X（g）+Y（g）?2Z（g）
開始（mol）：0     0      0.6
轉(zhuǎn)化（mol）：0.5n  0.5n   n
平衡（mol）：0.5n   0.5n   0.6-n
則$\frac{（0.6-n）^{2}}{0.5n×0.5n}$=4，解得n=0.3，故Z的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.3mol}{0.6mol}$×100%=50%，故C正確；
D．此時濃度商Qc=$\frac{0．{5}^{2}}{0.6×0.1}$=$\frac{25}{6}$＞K=1，故反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，則v（正）＜v（逆），故D錯誤，
故選：C．

點評 本題考查化學(xué)平衡計算、化學(xué)平衡常數(shù)計算及應(yīng)用，關(guān)鍵根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算判斷13min處于平衡狀態(tài)，注意對平衡常數(shù)的理解與靈活應(yīng)用，難度中等．