Question

7．可逆反应A（g）+3B（g）?2C（g）；△H=-Q kJ/mol．有甲、乙两个容积相同且不变的密闭容器，向甲容器中加入1molA和3molB，在一定条件下达到平衡时放出热量为Q₁ kJ在相同的条件下，向乙容器中加入2mol C达到平衡后吸收热量为Q₂kJ，已知Q₁=4Q₂．下列叙述不正确的是（　　）

• A． 乙中C的转化率为20%
• B． Q₁+Q₂=Q
• C． 达到平衡后，再向乙中加入0.25 molA、0.75molB、1.5molC，平衡向正反应方向移动
• D． 乙中的热化学反应方程式为2C（g）?A（g）+3B（g）；△H=+Q₂kJ•mol^-1

Answer 1

分析 由Q₁=3Q₂，可知△n_甲（A）=3△n_乙（A），设甲中达到平衡时转化了xmolA，则△n_乙（A）=$\frac{x}{3}$mol，
甲          A（g）+3B（g）?2C（g）
起始（mol）：1      3        0
转化（mol）：x      3x       2x
平衡（mol）：1-x    3-3x     2x
乙           A（g）+3B（g）?2C（g）
起始（mol）：0      0        2
转化（mol）：$\frac{x}{3}$      x        $\frac{2}{3}$x
平衡（mol）：$\frac{x}{3}$      x      2-$\frac{2}{3}$x
利用“一边倒法”，可知“1 mol A、3 mol B”与“2 mol C”是等效物料，它们在同温同容的条件下建立的平衡状态完全相同，则1-x=$\frac{x}{3}$，x=0.75，
α（A）=$\frac{0.75mol}{1mol}$×100%=75%，据此回答．

解答 解：由Q₁=3Q₂，可知△n_甲（A）=3△n_乙（A），设甲中达到平衡时转化了xmolA，则△n_乙（A）=$\frac{x}{3}$mol，
        甲 A（g）+3B（g）?2C（g）
起始（mol）：1      3       0
转化（mol）：x     3x        2x
平衡（mol）：1-x     3-3x     2x
乙        A（g）+3B（g）?2C（g）
起始（mol）：0     0      2
转化（mol）：$\frac{x}{3}$    x      $\frac{2}{3}$x
平衡（mol）：$\frac{x}{3}$    x     2-$\frac{2}{3}$x
利用“一边倒法”，可知“1 mol A、3 mol B”与“2 mol C”是等效物料，它们在同温同容的条件下建立的平衡状态完全相同，则1-x=$\frac{x}{3}$，x=0.75，α（A）=$\frac{0.75mol}{1mol}$×100%=75%，
A、甲容器中开始加入1molA的和3molB与乙容器中开始加入2mol C为完全等效平衡，平衡时相同组分的物质的量相等，故乙中C的转化率和甲中A的转化率相等，为75%，故A正确；
B、若向相同容积的另一密闭容器中通入2molC，相当于1molA和3molB，达到平衡状态，从等效平衡的角度分析，则有Q=Q₁+Q₃，故B正确；
C、利用“一边倒法”，可知再加入“0.25 mol A、0.75 mol B、1.5 mol C”与再加入“2 mol C”等效，在恒温恒容条件下相当于增大压强，平衡向生成C的方向移动，故C正确；
D、乙中反应掉的C为$\frac{2}{3}$xmol=$\frac{2×0.75mol}{3}$=0.5mol，所给热化学方程式中2mol C对应的反应热应为：+4Q₂ kJ•mol^-1，故D错误；
故选D．

点评 本题考查了化学平衡的计算，题目难度较大，注意等效平衡的应用，解答该题时利用三段式法较为直观，试题综合性强，旨在培养学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力．