Question

2．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如表和如图所示：下列有关推断正确的是（　　）

容器	甲	乙	丙
容积	0.5 L	0.5 L	1.0 L
温度/℃	T1	T2	T2
反应物 起始量	1.5 mol A 0.5 mol B	1.5 mol A 0.5 mol B	6.0 mol A 2.0 mol B

• A． 10 min内甲容器中反应的平均速率v_（A）=0.1 mol/（L•min）
• B． T₁＜T₂，正反应为吸热反应
• C． 平衡时保持温度不变，缩小容器体积平衡向正反应方向移动
• D． T₁℃时，若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75%

Answer 1

分析 A．由图可知，10min内甲容器中C的浓度变化量为1.5mol/L，根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（C），再利用速率之比等于化学计量数之比计算v（A）；
B．比较甲与乙可知，乙先到达平衡，故温度T₁＜T₂，温度越高C的浓度越低，升高温度平衡向逆反应移动；
C．若x=1，反应前后气体的物质的量不变，缩小容器体积，不影响平衡移动；
D．乙中平衡时A的转化率为$\frac{1mol/L×0.5L×\frac{1}{2}}{1.5mol}$=$\frac{1}{6}$，丙中A的转化率为$\frac{2mol/L×1L×\frac{1}{2}}{6mol}$=$\frac{1}{6}$，丙中压强为乙中2倍，压强增大平衡不移动，故x=1，根据三段式计算甲中平衡时各组分的浓度，进而计算平衡常数，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，再利用三段式表示出平衡时各组分的浓度，利用平衡常数列方程计算x的值，进而计算A的转化率．

解答 解：A．由图可知，10min内甲容器中C的浓度变化量为1.5mol/L，v（C）=$\frac{1.5mol/L}{10min}$=0.15mol/（L•min），速率之比等于化学计量数之比，所以v（A）=$\frac{1}{2}$v（C）=$\frac{1}{2}$×0.15mol/（L•min）=0.075mol/（L•min），故A错误；
B．比较甲与乙可知，乙先到达平衡，故温度T₁＜T₂，温度越高C的浓度越低，升高温度平衡向逆反应移动，故正反应为放热反应，故B错误；
C．若x=1，反应前后气体的物质的量不变，缩小容器体积，不影响平衡移动，故C错误；
D．乙中平衡时A的转化率为$\frac{1mol/L×0.5L×\frac{1}{2}}{1.5mol}$=$\frac{1}{6}$，丙中A的转化率为$\frac{2mol/L×1L×\frac{1}{2}}{6mol}$=$\frac{1}{6}$，丙中压强为乙中2倍，压强增大平衡不移动，故x=1，
              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=$\frac{1．{5}^{2}}{2.25×0.25}$=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$\frac{（2x）^{2}}{（1-x）×（3-x）}$=4，解得：x=0.75
故A的转化率=$\frac{0.75mol/L}{1mol/L}$×100%=75%，故D正确；
故选：D．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、化学反应速率计算、化学平衡图象，D选项为易错点、难点，判断x的值是解题的关键，难度中等．