题目内容

【题目】一定温度下可逆反应:A(s)+2B(g)2C(g)+D(g) △H<0。现将1 mol A和2 mol B加入甲容器中,将4 mol C和2 mol D加入乙容器中,此时控制活塞P,使乙的容积为甲的2倍,t1时两容器内均达到平衡状态(如图1所示,隔板K不能移动)。下列说法正确的是

A. 保持活塞位置不变,升高温度,达到新的平衡后,甲、乙中B的体积分数均减小

B. 保持温度和活塞位置不变,在甲中再加入1 mol A和2 mol B,达到新的平衡后,甲中C的浓度是乙中C的浓度的2倍

C. 保持温度和乙中的压强不变,t2时分别向甲、乙中加入等质量的氦气后,甲、乙中反应速率变化情况分别如图2和图3所示(t1前的反应速率变化已省略)

D. 保持温度不变,活塞P可自由移动,达到新的平衡后,乙中C的浓度和甲中C的浓度相等

【答案】C

【解析】

开始加入4 mol C和2 mol D相当于起始加入2mol A和4 mol B,即乙容器内的气体的物质的量为甲容器内的气体的物质的量的2倍,而乙容器的体积为甲容器的体积的2倍,在相同温度下达到相同平衡状态,平衡时同种物质的浓度相等,以此解答。

开始加入4 mol C和2 mol D相当于起始加入2mol A和4 mol B,即乙容器内的气体的物质的量为甲容器内的气体的物质的量的2倍,而乙容器的体积为甲容器的体积的2倍,在相同温度下达到相同平衡状态,平衡时同种物质的浓度相等,
A. 保持活塞位置不变,升高两个容器的温度,平衡向逆反应方向移动,甲、乙中B的体积分数都增大,故A错误;
B.保持温度和活塞位置不变,在甲中再加入1 mol A和2 mol B,则相当于在原来的基础上增大压强,平衡向逆反应方向移动,达到平衡时,甲中C的浓度小于原来的2倍,即甲中C的浓度小于乙中C的浓度的2倍,故B错误;

C.甲中温度和体积不变充入稀有气体,没有改变气体的浓度,对反应速率没有影响,可以用图2表示,乙中温度和压强不变,充入稀有气体,相当于增大容器体积,气体浓度减小,反应速率减小,生成物的浓度减小的程度大些,化学平衡正向移动,可以用图3表示,所以C选项是正确的;
D. 保持温度不变,活塞P可自由移动,则甲为恒温恒容,乙为恒温恒压,由于正反应为气体体积增大的反应,甲相对于乙为加压,平衡向逆反应方向移动,达到新的平衡后,乙中C的浓度大于甲中C的浓度,故D错误。
所以C选项是正确的。

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