Question

10．900℃时，向2.0L恒容密闭容器中充入0.40mol乙苯，发生反应：（g）?（g）+H₂（g）△H=akJ•mol^-1，经一段时间后达到平衡，反应过程中测定的部分数据见表：

时间/min	0	10	20	30	40
n（乙苯）/mol	0.40	0.30	0.24	n2	n3
n（苯乙烯）/mol	0.00	0.10	n1	0.20	0.20

下列说法正确的是（　　）

• A． 反应在前20min的平均速率为v_（H2）=0.008mol•L^-1•min^-1
• B． 保持其他条件不变，升高温度，平衡时，c_（乙苯）=0.08 mol•L^-1，则a＜0
• C． 保持其他条件不变，平衡后向容器中再充入0.40mol乙苯，再次达到平衡时乙苯的转化率小于50.0%
• D． 相同温度下，起始时向容器中充入0.10 mol乙苯、0.10 mol苯乙烯和0.30 molH₂，达到平衡前v_（正）＞v_（逆）

Answer 1

分析 A．由表中数据可知，20min内乙苯的物质的量变化量为0.4mol-0.24mol=0.16mol，根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（乙苯），再根据速率之比等于化学计量数之比计算v（H₂）；
B．由表中数据可知，30min时处于平衡状态，平衡时苯乙烯的物质的量为0.2mol，计算平衡时乙苯的浓度，根据升高温度乙苯的浓度变化，再判断温度对平衡的影响；
C．保持其他条件不变，平衡后向容器中再充入0.40mol乙苯，反应体积增大，相当于加压，逆向移动；
D．利用三段式平衡时各组分的平衡浓度，计算平衡常数，计算此时的浓度商Qc，与平衡常数比较，判断反应进行方向，据此解答．

解答 解：A．由表中数据可知，20min内乙苯的物质的量变化量为0.4mol-0.24mol=0.16mol，故v（乙苯）=$\frac{0.16mol÷2L}{20min}$=0.004mol•L-1•min-1，速率之比等于化学计量数之比，则v（H₂）=v（乙苯）=0.004mol•L-1•min-1，故A错误；
B．由表中数据可知，30min时处于平衡状态，平衡时苯乙烯的物质的量为0.2mol，由方程式可知，参加反应的乙苯的物质的量为0.2mol，故平衡时乙苯的浓度为$\frac{0.4mol-0.2mol}{2L}$=0.1mol/L，升高温度乙苯的浓度变为0.08mol•L-1，说明平衡向正反应移动，正反应为吸热反应，故a＞0，故B错误；
由表中数据可知，30min时处于平衡状态，平衡时苯乙烯的物质的量为0.2mol，由方程式可知，参加反应的乙苯的物质的量为0.2mol，故乙苯的转化率为$\frac{0.2mol}{0.4mol}$×100%=50%，保持其他条件不变，平衡后向容器中再充入0.40mol乙苯，相当于在原平衡加压，该反应体积增大，加压平衡逆向移动，所以乙苯的转化率减小，故C正确；
D．由表中数据可知，30min时处于平衡状态，平衡时苯乙烯的物质的量为0.2mol，平衡时苯乙烯的浓度为0.1mol/L，由方程式可知，氢气的平衡浓度为0.1mol/L，参加反应的乙苯的物质的量为0.2mol，故平衡时乙苯的浓度为0.1mol/L，故平衡常数k=$\frac{0.1×0.1}{0.1}$=0.1，相同温度下，起始时向容器中充入0.10mol乙苯、0.10mol苯乙烯和0.30molH2，此时浓度商Qc=$\frac{（0.1÷2）•（0.3÷2）}{（0.1÷2）}$=0.15，大于平衡常数0.1，反应向逆反应进行，故达到平衡前v正＜v逆，故D错误；
故选C．

点评 本题考查化学反应速率计算、化学平衡有关计算、化学平衡常数计算与应用，难度中等，注意D选项中利用平衡常数判断反应进行方向．