Question

6．在容积为2L的密闭容器中进行反应：AX₃（g）+X₂（g）?AX₅（g）△H=QkJ/mol，起始时AX₃和X₂均为1.0mol．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．下列有关说法不正确的是（　　）

• A． Q＜0
• B． 与实验a相比，实验b加入了催化剂
• C． 实验b条件下，该反应的平衡常数K=2
• D． 实验c从反应开始至达到平衡时的平均反应速率为v（AX₅）=4.0×10^-3mol/（L•min）

Answer 1

分析 A．a、c比较，体积、物质的量相同，c中压强大，则c中温度高，由反应前后的压强比判断反应进行的程度；
B．与实验a相比，b实验到达平衡的时间变小，但平衡没有发生移动；
C．实验b，起始时AX₃和X₂均为1mol，即n_o=2mol，总压强为160KPa，平衡时总压强为120KPa，根据压强之比等于物质的量之比，平衡时总物质的量为n=1.5mol，
           AX₃（g）+X₂（g）?AX₅（g）
初始      1                1              0
变化     x                  x              x
平衡      1-x             1-x            x
（1-x）+（1-x）+x=1.5，解得x=0.5
则K=$\frac{\frac{0.5mol}{2L}}{\frac{0.5mol}{2L}×\frac{0.5mol}{2L}}$；
D．实验c，起始时AX₃和X₂均为1mol，即n_o=2mol，总压强为175KPa，平衡时总压强为140KPa，根据压强之比等于物质的量之比，平衡时总物质的量为n=2mol×$\frac{140}{175}$=1.6mol，
           AX₃（g）+X₂（g）?AX₅（g）
初始      1                1              0
变化     x                  x              x
平衡      1-x             1-x            x
（1-x）+（1-x）+x=1.6，解得x=0.4，
结合v=$\frac{△c}{△t}$计算．

解答 解：A．a、c比较，体积、物质的量相同，c中压强大，则c中温度高，由$\frac{140}{175}$＞$\frac{120}{160}$，可知C中温度高反应物的转化率小，则正反应为放热反应，Q＜0，故A正确；
B．与实验a相比，b实验到达平衡的时间变小，但平衡没有发生移动，则与实验a相比，实验b加入了催化剂，故B正确；
C．实验b，起始时AX₃和X₂均为1mol，即n_o=2mol，总压强为160KPa，平衡时总压强为120KPa，根据压强之比等于物质的量之比，平衡时总物质的量为n=1.5mol，
           AX₃（g）+X₂（g）?AX₅（g）
初始      1                1              0
变化     x                  x              x
平衡      1-x             1-x            x
（1-x）+（1-x）+x=1.5，解得x=0.5
则K=$\frac{\frac{0.5mol}{2L}}{\frac{0.5mol}{2L}×\frac{0.5mol}{2L}}$=4，故C错误；
D．实验c，起始时AX₃和X₂均为1mol，即n_o=2mol，总压强为175KPa，平衡时总压强为140KPa，根据压强之比等于物质的量之比，平衡时总物质的量为n=2mol×$\frac{140}{175}$=1.6mol，
           AX₃（g）+X₂（g）?AX₅（g）
初始      1                1              0
变化     x                  x              x
平衡      1-x             1-x            x
（1-x）+（1-x）+x=1.6，解得x=0.4，
实验c从反应开始至达到平衡时的平均反应速率为v（AX₅）=$\frac{\frac{0.4mol}{2L}}{50min}$=4.0×10^-3mol/（L•min），故D正确；
故选C．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握平衡三段法、K和速率的计算、平衡移动为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意选项A为解答的难点，题目难度不大．