题目内容

11.T℃时.体积均为0.5L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应:2A(g)+B(g)?2C(g)△H=-Q kJ/mol(Q>0)实验测得反应在起始、达到平衡时的有关数据如表,下列叙述正确的是(  )
容器编号起始时各物质物质的量/mol达到平衡时体系能量的变化
ABC
①2100.75 Q kJ
②0.40.21.6
A.容器①、②中的平衡常数均为36
B.向容器①中通入氦气,平衡时A的转化率不变
C.容器②中达到平衡时放出的热量为0.05 Q kJ,达到平衡时,两个容器中C的物质的量浓度均为1.5 mol•L-1
D.其他条件不变,若容器②保持恒容绝热,则达到平衡时C的体积分数小于2/3

分析 容器①中参加反应的A的物质的量=2mol×$\frac{0.75QkJ}{QkJ}$=1.5mol,则:
           2A(g)+B(g)?2C(g)
起始(mol):2      1      0
转化(mol):1.5    0.75   1.5
平衡(mol):0.5    0.25   1.5
恒温恒容下,②中完全转化到方程式左边可以得到2molA、1mol,容器①、②反应为完全等效平衡,平衡时各组分的物质的量相等,②中A的起始物质的量为0.4mol,小于平衡时的0.5mol,故②中发生平衡逆向移动.
A.由于温度相等,②中平衡常数与①相等;
 B.恒容条件下,向容器①中通入氦气,各组分的浓度不变,平衡不移动;
C.②中反应吸收热量,根据参加反应的B可以计算吸收热量,根据浓度公式可计算出平衡时C的浓度;
D.平衡时①、②中C的体积分数为$\frac{1.5mol}{0.5mol+0.25mol+1.5mol}$=$\frac{2}{3}$,其他条件不变,若容器②保持恒容绝热,随反应进行,温度降低,反应向生成C的方向移动,平衡时C的体积分数增大

解答 解:容器①中参加反应的A的物质的量=2mol×$\frac{0.75QkJ}{QkJ}$=1.5mol,则:
           2A(g)+B(g)?2C(g)
起始(mol):2      1       0
转化(mol):1.5   0.75     1.5
平衡(mol):0.5   0.25     1.5
恒温恒容下,②中完全转化到方程式左边可以得到2molA、1mol,容器①、②反应为完全等效平衡,平衡时各组分的物质的量相等,②中A的起始物质的量为0.4mol,小于平衡时的0.5mol,故②中平衡逆向移动.
A.由于温度相等,①②平衡常数相等,①中平衡常数K=$\frac{(1.5mol÷0.5L)^{2}}{(0.5mol÷0.5L)^{2}•(0.25mol÷5L)}$=18,故A错误;
B.恒容条件下,向容器①中通入氦气,各组分的浓度不变,平衡不移动,平衡时A的转化率不变,故B正确;
C.②中反应吸收热量,容器①、②反应为完全等效平衡,平衡时B的物质的量相等,则②中吸收的热量为(0.25-0.2)mol×Q kJ/mol=0.05Q kJ,平衡时C的浓度为1.5mol÷0.5L=3mol/L,故C错误;
D.平衡时①、②中C的体积分数为$\frac{1.5mol}{0.5mol+0.25mol+1.5mol}$=$\frac{2}{3}$,其他条件不变,若容器②保持恒容绝热,随反应进行,温度降低,反应向生成C的方向移动,生成2molC时,混合气体减小1mol,则达到平衡时C的体积分数大于$\frac{2}{3}$,故D错误,
故选B.

点评 本题考查化学平衡有关计算、等效平衡、反应热等问题,为高考常见题型,侧重考查学生的分析、计算能力,题目难度中等,注意等效平衡思想的应用,关键是判断两容器内平衡途径的建立,难度中等.

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