Question

11．反应AX₃（g）+X₂（g）?AX₅（g）在容积为10L的密闭容器中进行．起始时AX₃和X₂均为0.2mol．反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示．下列说法正确的是（　　）

• A． 实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v（AX₅）=0.17 mol•L^-1•min^-1
• B． 实验b达到平衡时，化学平衡常数为10
• C． 实验c达到平衡时，AX₃的平衡转化率为50%
• D． 图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v（AX₅）由大到小的次序为b＞c＞a

Answer 1

分析 A．实验a中60min到达平衡，恒温恒容下，利用压强之比等于物质的量之比计算平衡时混合气体总物质的量，再利用差量法计算生成的AX₅的物质的量，再根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（AX₅）；
B．恒温恒容下，利用压强之比等于物质的量之比计算平衡时混合气体总物质的量，再利用差量法计算各组分物质的量变化量，进而计算平衡时各组分物质的量，再根据K=$\frac{c（A{X}_{5}）}{c（A{X}_{3}）×c（{X}_{2}）}$计算平衡常数；
C．恒温恒容下，利用压强之比等于物质的量之比计算平衡时混合气体总物质的量，再利用差量法计算参加反应的AX₃的物质的量，进而计算AX₃的转化率；
D．恒温恒容下，压强之比等于物质的量之比，单位时间内压强变化越大，说明浓度变化越大，表示的反应速率越快．

解答 解：A．实验a中60min到达平衡，恒温恒容下，压强之比等于物质的量之比，则平衡时混合气体总物质的量为（0.2+0.2）mol×$\frac{120kPa}{160kPa}$=0.3mol，则：
AX₃（g）+X₂（g）?AX₅（g）△n
                 1       1
                 0.1mol   0.4mol-0.3mol=0.1mol
故v（AX₅）=$\frac{\frac{0.1mol}{10L}}{60min}$=1.7×10^-4mol/L•min，故A错误；
B．恒温恒容下，压强之比等于物质的量之比，实验b中平衡时混合气体总物质的量为（0.2+0.2）mol×$\frac{120kPa}{160kPa}$=0.3mol，则：
            AX₃（g）+X₂（g）?AX₅（g）△n=1
起始量（mol）：0.2     0.2      0
变化量（mol）：0.1     0.1      0.1     0.4-0.3=0.1
平衡量（mol）：0.1     0.1      0.1
容器容积为10L，则平衡常数K=$\frac{c（A{X}_{5}）}{c（A{X}_{3}）×c（{X}_{2}）}$=$\frac{0.01}{0.01×0.01}$=100，故B错误；
C．恒温恒容下，压强之比等于物质的量之比，实验c中平衡时混合气体总物质的量为（0.2+0.2）mol×$\frac{140kPa}{175kPa}$=0.32mol，则：
AX₃（g）+X₂（g）?AX₅（g）△n
 1                       1
0.08mol              0.4mol-0.32mol=0.08mol
AX₃的转化率为$\frac{0.08mol}{0.2mol}$×100%=40%，故C错误；
D．恒温恒容下，压强之比等于物质的量之比，单位时间内压强变化越大，说明浓度变化越大，表示的反应速率越快，a在60min到达平衡，压强变化40 kPa，b在40min到达平衡，压强变化40 kPa，c在45min到达平衡，压强变化35 kPa，可知反应速率：b＞c＞a，故D正确，
故选：D．

点评 本题考查化学平衡的有关计算、化学平衡影响因素、平衡常数、反应速率等，侧重考查学生分析计算能力，D选项中注意根据单位时间内压强变化判断，难度中等．