(2011?武漢模擬)溫度為T0時,在容積固定的密閉容器中發(fā)生反應,各物質的濃度隨時間變化的關系如圖a所示.其他條件相同,溫度分別為T1、T2時發(fā)生反應,Z的濃度隨時間變化的關系如圖b所示.下列敘述正確的是( 。
分析:該反應達到平衡狀態(tài)時,X濃度的變化量=(0.3-0.05)mol/L=0.25mol/L,Y濃度的變化量=(0.4-0.15)mol/L=0.25 mol/L,Z濃度的變化量=(0.5-0)mol/L=0.5mol/L,所以該反應的方程式為X(g)+Y(g)?2Z(g),
A.升高溫度,平衡向吸熱反應方向移動,根據(jù)Z濃度的變化判斷溫度高低;
B.平衡常數(shù)k=
c2(Z)
c(X).c(Y)
;
C.由圖a可知,Y的起始濃度為0.4mol/L,平衡時Y的物質的量濃度為0.15mol/L,Y的濃度變化為0.25mol/L.結合轉化率定義計算;
D.根據(jù)速率之比等于物質的量變化量之比進行計算判斷.
解答:解:該反應達到平衡狀態(tài)時,X濃度的變化量=(0.3-0.05)mol/L=0.25mol/L,Y濃度的變化量=(0.4-0.15)mol/L=0.25 mol/L,Z濃度的變化量=(0.5-0)mol/L=0.5mol/L,所以該反應的方程式為X(g)+Y(g)?2Z(g),
A.由圖b可知,溫度為T1先到達平衡,所以T1>T2,溫度越高,平衡時Z的物質的量濃度越大,說明升高溫度平衡向正反應移動,升高溫度平衡向吸熱反應移動,故正反應為吸熱反應,故A錯誤;
B.由圖a可知,溫度為T0達平衡時,X、Y、Z的物質的量濃度分別為0.05mol/L、0.15mol/L、0.5mol/L,反應為X(g)+Y(g)?2Z(g)的平衡常數(shù)k=
c2(Z)
c(X).c(Y)
=
0.5×0.5
0.05×0.15
=
100
3
,故B錯誤;
C.由圖a可知,Y的起始濃度為0.4mol/L,平衡時Y的物質的量濃度為0.15mol/L,Y的濃度變化為0.25mol/L,所以Y的轉化率為
0.25mol/L
0.4mol/L
×100%
=62.5%,故C錯誤;
D.由上述分析可知反應為X(g)+Y(g)?2Z(g),速率之比等于物質的量變化量之比,所以反應時各物質的反應速率大小關系為:2v(X)=2v(Y)=v(Z),故D正確;
故選D.
點評:考查化學平衡圖象問題、平衡有關計算、平衡常數(shù)、外界條件對平衡移動影響等,難度中等,根據(jù)圖象確定反應方程式與判斷反應為吸熱反應是解題的關鍵.注意把握圖象中曲線的變化特點,分析外界條件對化學平衡的影響.注意平衡圖象先拐先平數(shù)值大原則與定一議二原則.
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