Question

20．有I-IV四個體積均為0.5L的恒容密閉容器，在I、II、III中按不同投料比（Z）充入 HCl和O₂（如表），加入催化劑發(fā)生反應(yīng)4HCl（g）+O₂（g）?2Cl₂ （g）+2H₂O（g）△H，HCl的平衡轉(zhuǎn)化率與Z和T的關(guān)系如圖所示：下列說法不正確的是（　�。�

容器	起始時(shí)
	T/℃	n（HCl）/mol	Z
Ⅰ	300℃	0.25	a
Ⅱ	300℃	0.25	b
Ⅲ	300℃	0.25	4

• A． △H＜0，a＜4＜b
• B． 容器III某時(shí)刻處R點(diǎn)，則R點(diǎn)的v（正）＜v（逆），壓強(qiáng)：P（R）＞P（Q）
• C． 300℃該反應(yīng)的平衡常數(shù)的值為640
• D． 若起始時(shí)，在容器Ⅳ中只充入0.25molCl₂和0.25molH₂O（g），300℃達(dá)平衡時(shí)容器中 HCl的物質(zhì)的 量濃度大于0.2mol•L^-1

Answer 1

分析 A．圖象分析隨溫度升高，HC\L轉(zhuǎn)化率減小，說明升溫平衡逆向進(jìn)行；
B．容器III，Z為4，平衡轉(zhuǎn)化率80%，R點(diǎn)為達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)正向進(jìn)行，此時(shí)壓強(qiáng)大于平衡狀態(tài)下的壓強(qiáng)；
C．依據(jù)Ⅲ中數(shù)據(jù)計(jì)算平衡濃度，計(jì)算平衡常數(shù)K=$\frac{生成物平衡濃度的冪次方乘積}{反應(yīng)物平衡濃度的冪次方乘積}$；
D．計(jì)算起始量氯化氫和氧氣物質(zhì)的量之比來分析判斷．

解答 解：A．圖象中HCl轉(zhuǎn)化率隨溫度升高減小，升溫平衡逆向進(jìn)行，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)△H＜0，氧氣越大HC\l轉(zhuǎn)化率越大，相同溫度下投料比a＜4＜b，故A正確；
B．容器III，Z為4，平衡轉(zhuǎn)化率80%，R點(diǎn)為達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)正向進(jìn)行，則R點(diǎn)的v（正）＞v（逆），此時(shí)壓強(qiáng)大于平衡狀態(tài)下的壓強(qiáng)壓強(qiáng)：P（R）＞P（Q），故B錯誤；
C．結(jié)合三行計(jì)算列式    $\frac{n（HCl）}{n（{O}_{2}）}$=4，n（HCl）=0.25mol，n（O₂）=0.0625mol，體積為0.5L，c（HCl）=0.5mol/L，n（O₂）=0.125mol/L，二氧化碳轉(zhuǎn)化率80%，
                                   4HCl（g）+O₂（g）?2Cl₂ （g）+2H₂O（g）
起始量（mol/L）             0.5          0.125          0             0       
變化量（mol/L）0.5×80%=0.4        0.1             0.2            0.2
平衡量（mol/L）           0.1            0.025          0.2           0.2
K=$\frac{0．{2}^{2}×0．{2}^{2}}{0．{1}^{4}×0.025}$=640，故C正確；
D．若起始時(shí)，在容器Ⅳ中只充入0.25molCl₂和0.25moIH₂O（g），
                         4HCl（g）+O₂（g）?2Cl₂ （g）+2H₂O（g）
起始量（mol）    0                0             0.25             0.25
                       0.5               0.125        0                  0 
$\frac{n（HCl）}{n（{O}_{2}）}$=$\frac{0.5}{0.125}$=4，依據(jù)C計(jì)算分析可知，Ⅳ和Ⅲ達(dá)到相同的平衡狀態(tài)，達(dá)平衡時(shí)容器中 HCl的物質(zhì)的量濃度0.1mol/L，故D錯誤；
故選BD．

點(diǎn)評 本題考查了起始量不同對化學(xué)反應(yīng)平衡的影響、平衡三行計(jì)算和平衡常數(shù)計(jì)算、反應(yīng)進(jìn)行的方向的判斷方法，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．