题目内容
【题目】有Ⅰ~Ⅳ四个体积均为0.5 L的恒容密闭容器,在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中按不同投料比(Z)充入HCl和O2(如下表),加入催化剂发生反应4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g);ΔH,HCl的平衡转化率(α)与Z和温度(t)的关系如图所示。下列说法正确的是( )
容器 | 起始时 | ||
t/℃ | n(HCl)/mol | Z | |
Ⅰ | 300 | 0.25 | a |
Ⅱ | 300 | 0.25 | b |
Ⅲ | 300 | 0.25 | 4 |
A. ΔH<0,a<4<b
B. 300℃该反应的平衡常数的值为64
C. 容器Ⅲ某时刻处在R点,则R点的υ正>υ逆,压强:p(R)>p(Q)
D. 若起始时,在容器Ⅳ中充入0.25molCl2和0.25molH2O(g),300℃达平衡时容器中c(HCl)=0.1mol·L-1
【答案】AC
【解析】
A.图像中HCl转化率随温度升高而减小,说明升温平衡逆向移动,正反应为放热反应△H<0,增大氧气的物质的量,可促进HCl的转化,即投料比越小,HCl转化率越大,可知a<4<b,故A正确;
B.300℃时,Z==4,n(HCl)=0.25mol,n(O2)=0.0625mol,体积为0.5L,c(HCl)=0.5mol/L,n(O2)=0.125mol/L,HCl转化率80%,HCl的变化量为0.5 mol/L×80%=0.4 mol/L,
4HCl(g)+O2(g)2Cl2 (g)+2H2O(g)
起始量(mol/L)0.5 0.125 0 0
变化量(mol/L) 0.4 0.1 0.2 0.2
平衡量(mol/L)0.1 0.0250.2 0.2
K==640,故B错误;
C.容器III,Z为4,平衡转化率为80%,R点温度与Q点相同,但转化率不同,转化率小于平衡时转化率,可知R点未达到平衡状态,反应正向进行,则R点的υ(正)>υ(逆),此时压强大于平衡状态下的压强:p(R)>p(Q),故C正确;
D.若起始时,在0.5 L容器Ⅳ中只充入0.25molCl2和0.25moIH2O(g),等效于在0.5L容器中充入0.5molHCl和0.125molO2,充入的HCl和O2物质的量为容器III的两倍,相当于在容器III的基础上增大压强,将体积缩小为原来的1/2,增大压强平衡正向移动,300℃达到平衡时0.1mol/L<c(HCl)<0.2mol/L,故D错误;
答案选AC。