题目内容
【题目】向甲、乙、丙三个密闭容器中充入一定量的A和B,发生反应:A(g)+xB(g)2C(g).各容器的反应温度、反应物起始量,反应过程中C的浓度随时间变化关系分别以如表和如图表示:
容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
容积 | 0.5 L | 0.5 L | 1.0 L |
温度/℃ | T1 | T2 | T2 |
反应物 | 1.5 mol A | 1.5 mol A | 6.0 mol A |
下列说法正确的是( )
A.平衡后,向甲容器中再充入0.5 mol A,A和B的转化率均增大
B.达到平衡时反应吸收的热量:Q丙>2Q乙
C.若平衡时保持温度不变,改变容器体积平衡不移动
D.T1℃,起始时甲容器中充入0.5 mol A、1.5 mol B,平衡时A的转化率为25%
【答案】C
【解析】解:甲乙只有温度不同,根据先拐先平数值大知,温度乙>甲,升高温度C浓度减小,说明平衡逆向移动,则正反应是放热反应,△H<0; 由表中数据知,乙丙只有反应物浓度不同,丙中浓度大于甲,则反应速率丙>甲;
乙中平衡时A的转化率为 = ,丙中A的转化率为 = ,丙中压强为乙中2倍,压强增大平衡不移动,故x=1;
A.当反应物的物质的量之比等于其计量数之比时A的转化率最大,所以平衡后,向甲容器中再充入0.5 mol A,A的转化率减小、B的转化率均增大,故A错误;
B.如果乙丙是等效平衡时,则丙容器是1L时加入的A、B物质的量应该分别是3mol、1mol,实际上是加入6molA、2molB,相当于增大压强,增大压强平衡不移动,两个容器中A的转化率相等,则乙丙中反应掉的同一种物质的物质的量之比为1:2,则达到平衡时反应吸收的热量:Q丙=2Q乙 , 故B错误;
C.该反应前后气体体积不变,则压强不影响平衡移动,所以若平衡时保持温度不变,改变容器体积平衡不移动,故C正确;
D.甲中平衡时C的浓度为1.5mol/L,则:
A(g)+ | B(g) | 2C(g) | |
开始(mol/L) | 3 | 1 | 0 |
变化(mol/L) | 0.75 | 0.75 | 1.5 |
平衡(mol/L) | 2.25 | 0.25 | 1.5 |
故T1℃,该反应的平衡常数为K= =4
令T1℃,起始时甲容器中充入0.5molA、1.5molB,反应到达平衡时A的浓度变化量为x,则:
A(g)+ | B(g) | 2C(g) | |
开始(mol/L) | 1 | 3 | 0 |
变化(mol/L) | x | x | 2x |
平衡(mol/L) | 1-x | 3-x | 2x |
所以 =4,解得:x=0.75,故A的转化率= ×100%=75%,故D错误;
故选C.
【考点精析】解答此题的关键在于理解化学平衡的计算的相关知识,掌握反应物转化率=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%.