Question

9．在3種不同條件下，分別向容積為2L的恒容密閉容器中充入2mol A和1mol B，發(fā)生反應：2A（g）+B（g）?2D（g）△H=Q kJ•mol^-1．相關條件和數(shù)據(jù)見下表：下列說法正確的是（　�。�

實驗編號	實驗Ⅰ	實驗Ⅱ	實驗Ⅲ
反應溫度/℃	700	700	750
達平衡時間/min	40	5	30
n（D）平衡/mol	1.5	1.5	1
化學平衡常數(shù)	K1	K2	K3

• A． K₃＞K₂=K₁
• B． 實驗Ⅱ可能使用了催化劑
• C． 實驗Ⅲ達平衡后容器內(nèi)的壓強是實驗Ⅰ的$\frac{9}{10}$倍
• D． 實驗Ⅲ達平衡后，恒溫下再向容器中通入1 mol A和1 mol D，平衡不移動

Answer 1

分析 A．反應為2A（g）+B（g）?2D（g），比較實驗I和III，溫度升高，平衡時D的量減少，化學平衡向逆反應方向移動，溫度相同，平衡常數(shù)相同，據(jù)此分析；
B．實驗II達到平衡的時間很短，與實驗I溫度相同，平衡時各組分的量也相同，據(jù)此判斷；
C．根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pV=nRT分析；
D．溫度不變，平衡常數(shù)不發(fā)生改變，根據(jù)濃度商與平衡常數(shù)K的關系判斷化學反應的方向．

解答 解：A．反應為2A（g）+B（g）?2D（g），比較實驗I和III，溫度升高，平衡時D的量減少，化學平衡向逆反應方向移動，則K₃＜K₁，溫度相同，平衡常數(shù)相同，則K₁=K₂，綜上，則平衡常數(shù)的關系為：K₃＜K₂=K₁，故A錯誤；
B．實驗II達到平衡的時間很短，與實驗I溫度相同，平衡時各組分的量也相同，可判斷實驗II使用了催化劑，催化劑加快反應速率，但不改變化學平衡狀態(tài)，故B正確；
C．根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pV=nRT，反應起始時向容器中充入2mol A和1mol B，實驗III達平衡時，n（D）=1mol，根據(jù)反應方程式，則平衡時n（A）=1mol，n（B）=0.5mol，實驗I達平衡時，n（D）=1.5mol，根據(jù)反應方程式，n（A）=0.5mol，n（B）=0.25mol，則實驗III達平衡后容器內(nèi)的壓強與實驗I達平衡后容器內(nèi)的壓強之比為$\frac{{p}_{3}}{{p}_{1}}$=$\frac{（1+0.5+1）×（750+273.15）}{（0.5+0.25+1.5）×（700+273.15）}$$≠\frac{9}{10}$，故C錯誤；
D．實驗III中，原平衡的化學平衡常數(shù)為K=$\frac{{c}^{2}（D）}{{c}^{2}（A）c（B）}$=$\frac{（0.5mol/L）^{2}}{0.25mol/L×（0.5mol/L）^{2}}$=4L/mol，溫度不變，則平衡常數(shù)不變，實驗Ⅲ達平衡后，恒溫下再向容器中通入1 mol A和1 mol D，則此時容器中c（A）=1mol/L，c（B）=0.25mol/L，c（D）=1mol/L，此時濃度商$\frac{（1mol/L）^{2}}{（1mol/L）^{2}×0.25mol/L}=4L/mol=K$，則平衡不發(fā)生移動，故D正確．
故選BD．

點評 本題考查可逆反應的化學平衡，溫度相同，平衡常數(shù)也相同，結(jié)合理想氣體狀態(tài)方程pV=nRT，根據(jù)反應商J與平衡常數(shù)K的關系判斷化學反應的方向，題目難度中等．