在溫度、容積相同的3個密閉容器中,按不同方式投入反應物,保持恆溫、恆容,測得達到平衡時的有關資料如下[已知X(...
問題詳情:
在溫度、容積相同的3個密閉容器中,按不同方式投入反應物,保持恆溫、恆容,測得達到平衡時的有關資料如下[已知X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH=−Q kJ·mol−1]:
容器 | * | 乙 | * |
反應物投入量 | 1 mol X、3 mol Y | 2 mol Z | 4 mol Z |
Z濃度(mol·L−1) | c1 | c2 | c3 |
反應的能量變化 | 放出a kJ | 吸收b kJ | 吸收c kJ |
體系壓強(Pa) | p1 | p2 | p3 |
反應物轉化率 | α1 | α2 | α3 |
下列說法正確的是
A. 2c1>c3 B. a+b=Q C. 2p2<p3 D. α1+α3>1
【回答】
【*】B
【解析】
【詳解】*容器反應物投入1mol X、3mol Y,乙容器反應物投入量2mol Z,恆溫且乙容器容積和*容器相同,則*容器與乙容器是等效平衡;*容器反應物投入1mol X、3mol Y,*容器反應物投入量4molZ,採用極限轉化法轉化為反應物為2molX、6molY,是*中的二倍,如果恆溫且*容器容積是*容器2倍,則*容器與*容器也是等效平衡;所以*所到達的平衡,可以看作在恆溫且容積是*容器兩倍條件下,到達平衡後,再壓縮體積為與*容器體積相等所到達的平衡,所以*與*、乙相比,增大了壓強,平衡向著正向移動,小容器體積,增大了壓強,平衡向著正向移動,所以*中X、Y轉化率大於*和乙的。A、*容器反應物投入量4molZ,採用極限轉化法轉化為反應物為2molX、6molY,是*中的二倍,若平衡不移動,c3=2c1;*相當於增大壓強,平衡向著正向移動,所以*中氨氣的濃度大於乙中氨氣濃度的二倍,即c3>2c1,故A錯誤;B、*投入1molX、3molY,乙中投入2molZ,則*與乙是完全等效的,根據蓋斯定律可知,*與乙的反應的能量變化之和為QkJ,故a+b=Q,故B正確;C、*容器反應物投入量4molZ,是乙的二倍,若平衡不移動,*中壓強為乙的二倍;由於*中相當於增大壓強,平衡正向移動,所以*中壓強減小,小於乙的2倍,即2p2>p3,故C錯誤;D、*容器反應物投入量4molZ,是乙的二倍,若平衡不移動,轉化率α1+α3=1;由於*中相當於增大壓強,平衡正向移動,氨氣的轉化率減小,所以轉化率α1+α3<1,故D錯誤;故選B。
【點睛】本題考查化學平衡影響因素、等效平衡、化學平衡的計算,難度較大,解答的關鍵是構建平衡建立的等效途徑。本題的易錯點為*與*容器的判斷,*容器反應物投入1mol X、3mol Y,*容器反應物投入量4molZ,採用極限轉化法轉化為反應物為2molX、6molY,是*中的二倍,如果恆溫且*容器容積是*容器2倍,則*容器與*容器也等效,而實際是等溫等容。
知識點:化學反應速率 化學平衡
題型:選擇題
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