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8.已知某温度下反应2A(s)+3B(g)?3C(g)+D(s)△H<0的平衡常数为64.此温度下,在一个容积为2L的密闭容器中加入A、B、C、D各2.0mol,10min后反应达到平衡.下列说法正确的是(  )
A.该反应的平衡常数表达式为k=$\frac{{c}^{3}(C)•c(D)}{{c}^{2}(A)•{c}^{3}(B)}$
B.升高温度,该反应的平衡常数增大
C.从反应开始10min,该反应的平均反应速率v(C)为0.12mol/(L•min)
D.B的平衡转化率为60%

分析 A.平衡常数为生成物平衡浓度化学计量数幂乘积与反应物平衡浓度化学计量数幂乘积的比,在表达式中不需要写出固体组分;
B.正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小;
C.浓度商Qc=$\frac{(\frac{2}{2})^{3}}{(\frac{2}{2})^{3}}$=1<K=64,故反应向正反应进行,设参加反应的B为xmol,则:
           2A(s)+3B(g)?3C(g)+D(s)
起始量(mol):2       2
变化量(mol):x       x
平衡量(mol):2-x     2+x
再根据平衡常数列方程计算x,根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v(C);
D.B的转化率=$\frac{参加反应B的物质的量}{B的起始物质的量}$×100%.

解答 解:A.平衡常数为生成物平衡浓度化学计量数幂乘积与反应物平衡浓度化学计量数幂乘积的比,在表达式中不需要写出固体组分,故该反应的平衡常数表达式为K=$\frac{{c}^{3}(C)}{{c}^{3}(B)}$,故A错误;
B.正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,故B错误;
C.浓度商Qc=$\frac{(\frac{2}{2})^{3}}{(\frac{2}{2})^{3}}$=1<K=64,故反应向正反应进行,设参加反应的B为xmol,则:
             2A(s)+3B(g)?3C(g)+D(s)
起始量(mol):2        2
变化量(mol):x        x
平衡量(mol):2-x      2+x
由于反应前后气体的物质的量不变,可以用物质的量代替浓度计算平衡常数,故$\frac{(2+x)^{3}}{(2-x)^{3}}$=64,解得x=1.2,则v(C)=$\frac{\frac{1.2mol}{2L}}{10min}$=0.06mol/(L.min),故C错误;
D.B的转化率=$\frac{1.2mol}{2mol}$×100%=60%,故D正确,
故选:D.

点评 本题考查化学平衡计算、化学平衡常数等,关键对化学平衡常数表达式的理解,注意平衡常数在化学平衡计算中的应用.

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(1)用活性炭还原法处理氮氧化物.有关反应为:C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2(g).
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n/mol
t/min
NON2CO2
02.0000
101.160.420.42
200.800.600.60
300.800.600.60
①0min~10min以v(N2)表示的反应速率为0.014mol/(L•min).
②根据表中数据,计算T1℃时该反应的平衡常数为0.56(保留两位小数).若某一时刻,容器中有1.2molC、1.2molNO、0.75molN2和1.08molCO2,此时v(正)=v(逆)(填“>、<、=”)
③下列各项能判断该反应达到平衡状态的是AC(填序号字母).
A.v(NO)(正)=2v(N2)(逆)         B.容器内CO2和N2的体积比为1:1
C.混合气体的平均相对分子质量保持不变     D.容器内压强保持不变
④一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率不变(填“增大”、“不变”或“减小”).
(2)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气.已知:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ•mol-1,C(s)+CO2(g)?2CO(g)△H=+172.5kJ•mol-1,则CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)的焓变△H=-41.2kJ•mol-1.
(3)在3L容积可变的密闭容器中发生上述反应:H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g),恒温下c(CO)随反应时间t变化的曲线Ⅰ如图所示.
①若在t0时改变一个条件,使曲线Ⅰ变成曲线Ⅱ,则改变的条件是加入催化剂;

②若在t0时刻将容器体积快速压缩至2L(其他条件不变),请在图中画出c(CO)随反应时间t变化的曲线.

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