Question

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

• A． Q＜0
• B． 與實驗a相比，實驗b加入了催化劑
• C． 實驗b條件下，該反應的平衡常數(shù)K=2
• D． 實驗c從反應開始至達到平衡時的平均反應速率為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中壓強大，則c中溫度高，由反應前后的壓強比判斷反應進行的程度；
B．與實驗a相比，b實驗到達平衡的時間變小，但平衡沒有發(fā)生移動；
C．實驗b，起始時AX₃和X₂均為1mol，即n_o=2mol，總壓強為160KPa，平衡時總壓強為120KPa，根據(jù)壓強之比等于物質(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．實驗c，起始時AX₃和X₂均為1mol，即n_o=2mol，總壓強為175KPa，平衡時總壓強為140KPa，根據(jù)壓強之比等于物質(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中壓強大，則c中溫度高，由$\frac{140}{175}$＞$\frac{120}{160}$，可知C中溫度高反應物的轉化率小，則正反應為放熱反應，Q＜0，故A正確；
B．與實驗a相比，b實驗到達平衡的時間變小，但平衡沒有發(fā)生移動，則與實驗a相比，實驗b加入了催化劑，故B正確；
C．實驗b，起始時AX₃和X₂均為1mol，即n_o=2mol，總壓強為160KPa，平衡時總壓強為120KPa，根據(jù)壓強之比等于物質(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．實驗c，起始時AX₃和X₂均為1mol，即n_o=2mol，總壓強為175KPa，平衡時總壓強為140KPa，根據(jù)壓強之比等于物質(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，
實驗c從反應開始至達到平衡時的平均反應速率為v（AX₅）=$\frac{\frac{0.4mol}{2L}}{50min}$=4.0×10^-3mol/（L•min），故D正確；
故選C．

點評 本題考查化學平衡的計算，為高頻考點，把握平衡三段法、K和速率的計算、平衡移動為解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，注意選項A為解答的難點，題目難度不大．