题目内容
【题目】900 ℃时,向2.0 L恒容密闭容器中充入0.40 mol乙苯,发生反应:
一段时间后,反应达到平衡,反应过程中测定的部分数据如下表所示:
时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
n(乙苯)/mol | 0.40 | 0.30 | 0.24 | n2 | n3 |
n(苯乙烯)/mol | 0.00 | 0.10 | n1 | 0.20 | 0.20 |
下列说法正确的是
A.保持其他条件不变,向容器中充入不参与反应的水蒸气作为稀释剂,则乙苯的转化率大于50.0%
B.反应在前20 min内的平均反应速率v(H2)=0.008 mol·L-1·min-1
C.保持其他条件不变,向容器中充入不参与反应的水蒸气作为稀释剂,体系的总压增大,平衡时苯乙烷的分压也增加。
D.相同温度下,起始时向容器中充入0.10 mol乙苯、0.10 mol苯乙烯和0.30 mol H2,则达到平衡前:v正<v逆
【答案】D
【解析】
A.由表中数据可知,30min时处于平衡状态,平衡时苯乙烯的物质的量为0.2mol,由方程式可知,参加反应的乙苯的物质的量为0.2mol,故乙苯的转化率为:×100%=50%.保持其他条件不变,向容器中充入不参与反应的水蒸气作为稀释剂,反应混合物的浓度不变,平衡不移动,乙苯的转化率不变为50%,故A错误;
B.由表中数据可知,20min内乙苯的物质的量变化量为0.4mol-0.24mol=0.16mol,故v(乙苯)==0.004molL-1min-1,速率之比等于化学计量数之比,则v(H2)=v(乙苯)=0.004molL-1min-1,故B错误;
C.保持其他条件不变,向容器中充入不参与反应的水蒸气作为稀释剂,平衡不移动,所以平衡时苯乙烷的物质的量不变,恒温、恒容条件气体的压强之比等于物质的量之比,所以苯乙烷的平衡分压不发生改变,故C错误;
D.由表中数据可知,30min时处于平衡状态,平衡时苯乙烯的物质的量为0.2mol,平衡时苯乙烯的浓度为=0.1mol/L,由方程式可知,氢气的平衡浓度为0.1mol/L,参加反应的乙苯的物质的量为0.2mol,故平衡时乙苯的浓度为0.1mol/L,故平衡常数K==0.1.相同温度下,起始时向容器中充入0.10mol乙苯、0.10mol苯乙烯和0.30molH2,此时浓度商Qc==0.15> 0.1,反应向逆反应进行,故达到平衡前v正<v逆,故D正确;
故答案为D。