Question

7．已知反应：A（g）+2B（g）?C（s）+D（？）△H＜0，将A和B按下图比例充入一体积为10L的密闭容器中，经20s达到平衡，A、B物质浓度的变化曲线如下图所示．下列说法正确的是（　　）

• A． 从投料到20s时达到平衡，v（A）的反应速率为0.02mol•L^-1•s^-1
• B． 若该反应的化学平衡常数K=250，说明D的状态为气态
• C． 降低温度，有利于加快化学反应速率和提高反应的转化率
• D． 若D是固体且保持平衡的温度和压强不变，再向容器中充入3mol的B，则此时v_正＜v_逆

Answer 1

分析 从图中可知：2条曲线浓度的变化分别是0.3mol/L减少到0.1 mol/L，从0.6mol/L减少到0.2mol/L，改变量为1：2，浓度改变量之比等于化学计量数之比，
所以对于反应A（g）+2B（g）?C（s）+D（？）△H＜0来说，反应物A初始浓度是0.3mol/L，B的初始浓度是0.6 mol/L，
达平衡时，△c（A）=0.2mol/L，△c（B）=0.4mol/L，c_平（A）=0.1mol/L，c_平（B）=0.2mol/L，容器体积为10L，n_平（A）=1mol，n_平（B）=2mol，据此分析，
A．浓度保持不变时达到平衡，再根据化学反应速率等于单位时间内物质浓度的变化量来计算；
B．化学平衡常数=$\frac{生成物平衡浓度系数次幂的乘积}{反应物平衡浓度系数次幂的乘积}$来计算，固体不列入，再进行判断；
C．降低温度，化学反应速率减慢，化学平衡向着放热方向进行；
D．若D是固体且保持平衡的温度和压强不变，再向容器中充入3molB，K不变，用浓度熵判断．

解答 解：A．从反应开始至20s，反应物的浓度保持不变，达到平衡状态，v（A）=$\frac{△c（A）}{△t}$=$\frac{0.2mol/L}{20s}$=0.01mol/（L•s），故A错误；
B．当D为气态，平衡常数K=$\frac{{c}_{平}（D）}{{c}_{平}（A）{{c}_{平}}^{2}（B）}$，c_平（A）=0.1mol/L，c_平（B）=0.2mol/L，c_平（D）=△c（A）=0.2mol/L，K=$\frac{0.2}{0.1×0．{2}^{2}}$=50，而该反应的化学平衡常数K=250，说明D不是气体，故B错误；
C．降低温度，化学反应速率减慢，化学平衡向着放热方向进行，即正方向移动，转化率得到提高，故C错误；
D．若D是固体且保持平衡的温度和压强不变，平衡常数不变，平衡常数K=$\frac{1}{{c}_{平}（A）{{c}_{平}}^{2}（B）}$=$\frac{1}{0.1×0．{2}^{2}}$=250，平衡时n_平（A）=1mol，n_平（B）=2mol，再向容器中充入3mol的B，物质的量加倍，保持压强不变，容器体积加倍，A的浓度减半变为0.05mol/L，B的浓度变为（2mol+3mol）÷20L=0.25mol/L，Qc=$\frac{1}{0.05×0.2{5}^{2}}$=320＞K=250，则平衡将要向逆方向移动，此时v_正＜v_逆，故D正确；
故选D．

点评 本题是一道关于化学反应速率和化学平衡移动的综合考查题，考查学生分析和解决问题的能力，D选项用浓度熵来判断平衡的移动，难度较大．