题目内容
【题目】在10L恒容密闭容器中发生反应:X(g)+Y(g)2Z(g)△H<0.T℃时,各物质的物质的量与时间关系如下表:下列说法正确的是( )
时间/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内的平均反应速率v(Y)=2.5×10﹣3 mol/(Lmin)
B.保持其它条件不变,升高温度,反应达平衡时c(X)<5.0×10﹣3 mol/L
C.若起始时只充入0.60 mol Z(g),反应达平衡时Z(g)的转化率为50%
D.若起始时充入0.60 mol X(g)、0.10 mol Y(g)和0.50 mol Z(g),达到平衡前v(正)>v(逆)
【答案】C
【解析】解:A.前10 min内Z的物质的量变化量为0.25mol,容器体积为10L,则v(Z)= =0.0025mol/(L.min)=,速率之比等于其化学计量数之比,则v(Y)=
v(Z)=
×0.0025mol/(L.min)=v(Z)=0.00125mol/(L.min),故A错误; B.13min时Y的物质的量变化量为0.6mol﹣0.45mol=0.15mol,则Z的物质的量变化为0.15mol×2=0.3mol,即13min时Z的物质的量为b2=0.3mol,而15min时Z的物质的量也为0.3mol,故13min时反应到达平衡,由X(g)+Y(g)2Z(g),可知参加反应X为0.15mol,故平衡时X的物质的量b1=0.2mol﹣0.15mol=0.05mol,故平衡时c(X)=
=5.0×10﹣3 mol/L,正反应为放热反应,保持其它条件不变,升高温度,平衡向逆反应方向移动,X的浓度增大,即反应达平衡时c(X)>5.0×10﹣3 mol/L,故B错误;
C.由B中计算可知,平衡时X、Y、Z的物质的量分别为0.05mol、0.45mol、0.3mol,由于反应前后气体化学计量数相等,利用物质的量代替浓度计算平衡常数,故平衡常数K= =
=4,
设到达平衡时参加反应Z为n mol,则:
X(g)+ | Y(g) | 2Z(g) | |
起始(mol) | 0 | 0 | 0.6 |
转化(mol) | 0.5n | 0.5n | n |
平衡(mol) | 0.5n | 0.5n | 0.6-n |
则 =4,解得n=0.3,故Z的转化率为
×100%=50%,故C正确;
D.此时浓度商Qc= =
>K=1,故反应向逆反应方向进行,则v(正)<v(逆),故D错误,
故选:C.
【考点精析】掌握化学平衡的计算是解答本题的根本,需要知道反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%;产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%.
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