Question

11．T℃時(shí)，體積均為0.5L的兩個(gè)恒容密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)：2A（g）+B（g）?2C（g）△H=-Q kJ/mol（Q＞0）．保持溫度不變，實(shí)驗(yàn)測(cè)得起始和平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如表：

容器編號(hào)	起始時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol			達(dá)到平衡時(shí)體系能量的變化
	A	B	C
①	2	1	0	0.75Q kJ
②	0.4	0.2	1.6

下列敘述中正確的是（　　）

• A． 容器①、②中反應(yīng)的平衡常數(shù)均為4
• B． 容器②中達(dá)到平衡時(shí)放出的熱量為0.05QkJ
• C． 向容器①中通入氦氣，平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率不變
• D． 其他條件不變，若容器②保持恒容絕熱，則達(dá)到平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)小于$\frac{2}{3}$

Answer 1

分析 容器①中參加反應(yīng)的A的物質(zhì)的量=2mol×$\frac{0.75QkJ}{QkJ}$=1.5mol，則：
           2A（g）+B（g）?2C（g）
起始（mol）：2      1      0
轉(zhuǎn)化（mol）：1.5    0.75   1.5
平衡（mol）：0.5    0.25   1.5
恒溫恒容下，②中完全轉(zhuǎn)化到方程式左邊可以得到2molA、1mol，容器①、②反應(yīng)為完全等效平衡，平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量相等，②中A的起始物質(zhì)的量為0.4mol，小于平衡時(shí)的0.5mol，故②中發(fā)生2C（g）?2A（g）+B（g）△H=+Q kJ/mol（Q＞0）．
A．由于溫度相等，②中平衡常數(shù)與①互為相反數(shù)；
B．②中反應(yīng)吸收熱量，根據(jù)參加反應(yīng)的B可以計(jì)算吸收熱量；
C．恒容條件下，向容器①中通入氦氣，各組分的濃度不變，平衡不移動(dòng)；
D．平衡時(shí)①、②中C的體積分?jǐn)?shù)為$\frac{1.5mol}{（0.5+0.25+1.5）mol}$=$\frac{2}{3}$，其他條件不變，若容器②保持恒容絕熱，隨反應(yīng)進(jìn)行，溫度降低，反應(yīng)向生成C的方向移動(dòng)，平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)增大．

解答 解：容器①中參加反應(yīng)的A的物質(zhì)的量=2mol×$\frac{0.75QkJ}{QkJ}$=1.5mol，則：
           2A（g）+B（g）?2C（g）
起始（mol）：2      1       0
轉(zhuǎn)化（mol）：1.5   0.75     1.5
平衡（mol）：0.5   0.25     1.5
恒溫恒容下，②中完全轉(zhuǎn)化到方程式左邊可以得到2molA、1mol，容器①、②反應(yīng)為完全等效平衡，平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量相等，②中A的起始物質(zhì)的量為0.4mol，小于平衡時(shí)的0.5mol，故②中發(fā)生2C（g）?2A（g）+B（g）△H=+Q kJ/mol（Q＞0）．
A．由于溫度相等，②中平衡常數(shù)與①互為相反數(shù)，不可能相等，①中平衡常數(shù)K=$\frac{（\frac{1.5}{0.5}）^{2}}{（\frac{0.5}{0.5}）^{2}×\frac{0.25}{0.5}}$=18，②中平衡常數(shù)K=$\frac{1}{18}$，故A錯(cuò)誤；
B．②中反應(yīng)吸收熱量，容器①、②反應(yīng)為完全等效平衡，平衡時(shí)B的物質(zhì)的量相等，則②中吸收的熱量為（0.25-0.2）mol×Q kJ/mol=0.05Q kJ，故B錯(cuò)誤；
C．恒容條件下，向容器①中通入氦氣，各組分的濃度不變，平衡不移動(dòng)，平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率不變，故C正確；
D．平衡時(shí)①、②中C的體積分?jǐn)?shù)為$\frac{1.5mol}{（0.5+0.25+1.5）mol}$=$\frac{2}{3}$，其他條件不變，若容器②保持恒容絕熱，隨反應(yīng)進(jìn)行，溫度降低，反應(yīng)向生成C的方向移動(dòng)，生成2molC時(shí)，混合氣體減小1mol，則達(dá)到平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)大于$\frac{2}{3}$，故D錯(cuò)誤，
故選：C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡有關(guān)計(jì)算、等效平衡、反應(yīng)熱等問題，題目難度中等，注意等效平衡思想的應(yīng)用，關(guān)鍵是判斷兩容器內(nèi)平衡途徑的建立，難度中等．