Question

5．在恒溫恒容條件下，可逆反應：A（s）+2B（g）?2C（g）+D（g）△H＜0，在甲、乙、丙三個容器中建立平衡的相關信息如下表．則下列說法正確的是（　�。�（Qc表示濃度熵）

容器	體積	起始物質	平衡時C的物質的量	平衡時B的體積分數(shù)	平衡常數(shù)
甲	1L	1molA+2molB	1mol	φ甲	K甲
乙	1L	4molC+2molD	n1 mol	φ乙	K乙
丙	2L	4molC+2molD	n2 mol	φ丙	K丙

• A． 在建立平衡的過程中，甲的Qc逐漸減小，乙和丙的Qc逐漸增大
• B． K_甲=K_丙＞K_乙
• C． 升高甲的溫度，可使φ_甲=φ_乙
• D． n₁=1.6，n₂=2

Answer 1

分析 A．隨反應進行，反應物濃度減小、生成濃度增大；
B．平衡常數(shù)只與溫度有關，與濃度無關，由于溫度恒定，故K_甲=K_丙=K_乙；
C．該反應的正反應是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，導致甲、乙中B的轉化率相等，所以存在φ_甲=φ_乙；
D．利用三段式計算甲平衡時各組分物質的量，由于體積為1L，則利用物質的量代替濃度計算平衡常數(shù)，利用三段式表示出乙中平衡時各組分物質的量，再結合平衡常數(shù)計算n₁；丙等效為開始加入2molA+4molB，丙的體積為甲的2倍，據(jù)此分析．

解答 解：根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，將乙、丙中生成物完全轉化為反應物時，相當于乙、丙中含有2molA、4molB，甲、丙中B物質濃度相等，所以相當于等效平衡，其轉化率相等；
乙中B物質濃度是甲的2倍，且壓強大于甲，增大壓強，平衡向氣體體積減小的方向移動，所以乙中B的轉化率小于甲；
溫度不變，化學平衡常數(shù)不變，
A．在建立平衡的過程中，甲、乙和丙的Qc都逐漸增大，故A錯誤；
B．化學平衡常數(shù)只與溫度有關，溫度相同，其化學平衡常數(shù)相同，所以K_甲=K_丙=K_乙，故B錯誤；
C．該反應的正反應是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，導致甲、乙中B的轉化率相等，所以存在φ_甲=φ_乙，故C正確；
D．由于溫度恒定，故K_甲=K_丙=K_乙；
對應甲：A（s）+2B（g）?2C（g）+D（g）
開始（mol）：2       0       0
轉化（mol）：1       1      0.5
平衡（mol）：1       1      0.5
由于體積為1L，則利用物質的量代替濃度計算平衡常數(shù)，則平衡常數(shù)K=$\frac{{1}^{2}×0.5}{{1}^{2}}$=0.5，
溫度相同，化學平衡常數(shù)相同即K_甲=K_丙=K_乙，乙中c（C）=n₁mol/L、c（B）=（4-n₁）mol/L、c（D）=$\frac{{n}_{1}}{2}$mol/L，
K=$\frac{{n}_{1}^{2}×\frac{{n}_{1}}{2}}{4-{n}_{1}}$=0.5，n₁=1.75；
丙中c（C）=0.5n₂mol/L、c（B）=$\frac{4-{n}_{2}}{2}$mol/L、c（D）=$\frac{{n}_{2}}{4}$mol/L，
K=$\frac{（0.5{n}_{2}）^{2}×\frac{{n}_{2}}{4}}{（\frac{4-{n}_{2}}{2}）^{2}}$（=0.5，n₂=2，故D錯誤；
故選C．

點評 本題考查化學平衡計算、等效平衡等知識點，側重考查分析計算能力，采用一邊倒的方法確定甲丙是等效平衡，知道化學平衡常數(shù)只與溫度有關，與轉化率及物質濃度無關，題目難度中等．