题目内容

【题目】如图所示,向A和B中都充人2molX和2molY,起始VA=0.8a L,VB=a L保持温度不变,在有催化剂的条件下,两容器中各自发生下列反应:X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)达到平衡时,VA=0.9a L,则下列说法错误的是 ( )

A. 两容器中达到平衡的时间A<B

B. 打开K达到新平衡后,升高B容器温度,A容器体积相比原平衡状态时一定增大

C. A容器中X的转化率为25%,且比B容器中的X的转化率小

D. 打开K一段时间达平衡时,A的体积为0.8a L(连通管中的气体体积不计)

【答案】C

【解析】

根据图象知,A保持恒压,B保持恒容。A、化学反应速率与物质的浓度有关,浓度越大,反应速率越大; B、打开K达新平衡等效为A中到达的平衡,根据X的转化率计算平衡后总的物质的量,再根据体积之比等于物质的量之比计算总体积,进而计算A容器的体积,升高温度,平衡向吸热方向移动,据此判断;C、先根据相同条件下,气体的气体之比等于物质的量之比计算平衡后气体的物质的量,再结合方程式计算X反应的物质的量,最后根据转化率公式计算X的转化率,再结合B装置中压强对化学平衡的影响判断X的转化率;D、升高温度,平衡向吸热方向移动;升高温度,气体膨胀,体积增大;

A、起始时VA=0.8a L,VB=a L,A装置中的浓度大于B装置中的浓度,但随着反应的进行,最终仍然A装置中的浓度大于B装置中的浓度,所以两容器中达到平衡的时间A<B,所以A正确; B、反应X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)H<0,所以升高温度,平衡向逆反应方向移动,但升高温度,气体膨胀,体积增大,所以则A容器的体积可能增大,也可能减小,故B错误;C、达到平衡时, VA=0.9a L,等压、等温条件下,气体的体积之比等于气体的物质的量之比,所以平衡后混合气体的物质的量是4mol/0.80.9=4.5mol,

设参加反应的A的物质的量为mmol,则:
X(g)+Y(g)2Z(g)+ W(g)

起始(mol) 2 2 0 0
反应(mol) m m 2m m
平衡(mol) 2-m 2-m2m m
即2-m+2-m+2m+m=4.5m,计算得出m=0.5,所以X物质的转化率=0.5/2100%=25%;B装置是在恒容条件下,反应向正反应方向移动时,混合气体的物质的量增大,导致容器内气体压强增大,增大压强能抑制X的转化率,故A比B容器中X的转化率小,所以C正确;D、打开K达新平衡等效为A中到达的平衡,X的转化率为25%,参加反应的X的总的物质的量为4mol25%=1mol。
X(g) + Y(g)2Z(g)+ W(g)
起始(mol)4 4 0 0
反应(mol)1 1 2 1
平衡(mol)3 3 2 1
故平衡后容器内总的物质的量为3+3+2+1=9mol,气体的体积之比等于气体的物质的量之比,则总容器的体积为0.8a/4mol9mol=1.8aL,则VA=1.8aL- aL =0.8 aL,所以D选项是正确的;答案:B

练习册系列答案
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化学反应

平衡常数

温度(℃)

500

800

①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)

K1

2.5

0.15

②H2(g)+CO2(g)H2O (g)+CO(g)

K2

1.0

2.50

③3H2(g)+ CO2(g)CH3OH(g)+H2O (g)

K3

(1)反应②是_________(填“吸热”或“放热”)反应。

(2)某温度下反应①中H2的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系如下图1所示。则平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)_____K(B)(填“>”、“<”或“=”)。

图 1 图2

(3)判断反应③△H____0; △S____0(填“>”“=”或“<”)在500℃、2L的密闭容器中,进行反应③,测得某时刻H2、CO2、 CH3OH、H2O的物质的量分别为6mol、2 mol、10 mol、10 mol, 此时v(正)___v(逆)(填“>”“=”或“<”)

(4)一定温度下,在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②,已知 c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如上图2所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是________。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是_____________。

(5)一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸.常温条件下,将amol/L的CH3COOH与bmol/LBa(OH)2溶液等体积混合,反应平衡时,2c(Ba2+)=c(CH3COO-),用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数为________.

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