Question

12．相同温度下体积均为1.5L的两个恒容容器中发生可逆反应：X₂（g）+3Y₂（g）?2XY₃（g）△H=-92.6kJ•mol^-1，实验测得有关数据如下表：

容器编号	起始时各物质物质的量/mol			达平衡时体系能量的变化
	X2	Y2	XY3
①	1	3	0	放热46.3 kJ
②	0.8	2.4	0.4	Q（Q＞0）

下列叙述不正确的是（　　）

• A． 容器①中达到平衡时，Y₂的转化率为50%
• B． Q=27.78kJ
• C． 容器①、②中反应的平衡常数相等，K=$\frac{16}{27}$
• D． 相同温度下；起始时向容器中充入1.0X₂mol、3.0molY₂和2molXY₃；反应达到平衡前v（正）＞v（逆）

Answer 1

分析 由达平衡时①放出的热为46.3kJ，平衡时参加反应Y₂的物质的量=$\frac{46.3kJ}{92.6kJ}$×3mol=1.5mol，则容器①中：
                        X₂（g）+3Y₂（g）═2XY₃（g）
起始量（mol）：1           3              0
变化量（mol）：0.5        1.5            1
平衡量（mol）：0.5            1.5       1
A．转化率=$\frac{物质的量变化量}{起始物质的量}$×100%；
B．容器②中按化学计量数转化到左边可得X₂0.2mol，Y₂0.6mol，所以X₂总量为1mol，Y₂总量为3mol，与容器①中相同物质的物质的量相等，容器①、②中达到平衡为等效平衡，平衡时相同组分的物质的量相等，故容器②中转化的Y₂为2.4mol-1.5mol=0.9mol，结合热化学方程式计算；
C．容器①、②温度相等，平衡常数相等，根据K=$\frac{{c}^{2}（X{Y}_{3}）}{c（{X}_{2}）×{c}^{3}（{Y}_{2}）}$计算平衡常数；
D．等效为开始充入2.0 X₂ mol、6.0 mol Y₂，进一步等效为在甲平衡的基础上增大压强，平衡正向移动，平衡时转化率增大，则平衡时 X₂ 小于1mol，故反应正向进行．

解答 解：由达平衡时①放出的热为46.3kJ，平衡时参加反应Y₂的物质的量=$\frac{46.3kJ}{92.6kJ}$×3mol=1.5mol，则容器①中：
                   X₂（g）+3Y₂（g）═2XY₃（g）
起始量（mol）：1       3         0
变化量（mol）：0.5     1.5       1
平衡量（mol）：0.5     1.5       1
A．Y₂转化率=$\frac{0.5mol}{1mol}$×100%=50%，故A正确；
B．容器②中按化学计量数转化到左边可得X₂0.2mol，Y₂0.6mol，所以X₂总量为1mol，Y₂总量为3mol，与容器①中相同物质的物质的量相等，容器①、②中达到平衡为等效平衡，平衡时相同组分的物质的量相等，故容器②中转化的Y₂为2.4mol-1.5mol=0.9mol，Q=$\frac{0.9mol}{3mol}$×92.6kJ=27.78kJ，故B正确；
C．容器①、②温度相等，平衡常数相等，平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（X{Y}_{3}）}{c（{X}_{2}）×{c}^{3}（{Y}_{2}）}$=$\frac{（\frac{1}{1.5}）^{2}}{\frac{0.5}{1.5}×（\frac{1.5}{1.5}）^{3}}$=$\frac{4}{3}$，故C错误；
D．等效为开始充入2.0 X₂ mol、6.0 mol Y₂，进一步等效为在甲平衡的基础上增大压强，平衡正向移动，平衡时转化率增大，则平衡时 X₂ 小于1mol，故反应正向进行，反应达到平衡前v（正）＞v（逆），故D正确．
故选C．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、等效平衡等，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，题目难度中等，注意对等效平衡规律的理解掌握．