Question

10．900℃時(shí)，向2.0L恒容密閉容器中充入0.40mol乙苯，發(fā)生反應(yīng)：（g）?（g）+H₂（g）△H=akJ•mol^-1，經(jīng)一段時(shí)間后達(dá)到平衡，反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見表：

時(shí)間/min	0	10	20	30	40
n（乙苯）/mol	0.40	0.30	0.24	n2	n3
n（苯乙烯）/mol	0.00	0.10	n1	0.20	0.20

下列說法正確的是（　　）

• A． 反應(yīng)在前20min的平均速率為v_（H2）=0.008mol•L^-1•min^-1
• B． 保持其他條件不變，升高溫度，平衡時(shí)，c_（乙苯）=0.08 mol•L^-1，則a＜0
• C． 保持其他條件不變，平衡后向容器中再充入0.40mol乙苯，再次達(dá)到平衡時(shí)乙苯的轉(zhuǎn)化率小于50.0%
• D． 相同溫度下，起始時(shí)向容器中充入0.10 mol乙苯、0.10 mol苯乙烯和0.30 molH₂，達(dá)到平衡前v_（正）＞v_（逆）

Answer 1

分析 A．由表中數(shù)據(jù)可知，20min內(nèi)乙苯的物質(zhì)的量變化量為0.4mol-0.24mol=0.16mol，根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（乙苯），再根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v（H₂）；
B．由表中數(shù)據(jù)可知，30min時(shí)處于平衡狀態(tài)，平衡時(shí)苯乙烯的物質(zhì)的量為0.2mol，計(jì)算平衡時(shí)乙苯的濃度，根據(jù)升高溫度乙苯的濃度變化，再判斷溫度對平衡的影響；
C．保持其他條件不變，平衡后向容器中再充入0.40mol乙苯，反應(yīng)體積增大，相當(dāng)于加壓，逆向移動(dòng)；
D．利用三段式平衡時(shí)各組分的平衡濃度，計(jì)算平衡常數(shù)，計(jì)算此時(shí)的濃度商Qc，與平衡常數(shù)比較，判斷反應(yīng)進(jìn)行方向，據(jù)此解答．

解答 解：A．由表中數(shù)據(jù)可知，20min內(nèi)乙苯的物質(zhì)的量變化量為0.4mol-0.24mol=0.16mol，故v（乙苯）=$\frac{0.16mol÷2L}{20min}$=0.004mol•L-1•min-1，速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則v（H₂）=v（乙苯）=0.004mol•L-1•min-1，故A錯(cuò)誤；
B．由表中數(shù)據(jù)可知，30min時(shí)處于平衡狀態(tài)，平衡時(shí)苯乙烯的物質(zhì)的量為0.2mol，由方程式可知，參加反應(yīng)的乙苯的物質(zhì)的量為0.2mol，故平衡時(shí)乙苯的濃度為$\frac{0.4mol-0.2mol}{2L}$=0.1mol/L，升高溫度乙苯的濃度變?yōu)?.08mol•L-1，說明平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故a＞0，故B錯(cuò)誤；
由表中數(shù)據(jù)可知，30min時(shí)處于平衡狀態(tài)，平衡時(shí)苯乙烯的物質(zhì)的量為0.2mol，由方程式可知，參加反應(yīng)的乙苯的物質(zhì)的量為0.2mol，故乙苯的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.2mol}{0.4mol}$×100%=50%，保持其他條件不變，平衡后向容器中再充入0.40mol乙苯，相當(dāng)于在原平衡加壓，該反應(yīng)體積增大，加壓平衡逆向移動(dòng)，所以乙苯的轉(zhuǎn)化率減小，故C正確；
D．由表中數(shù)據(jù)可知，30min時(shí)處于平衡狀態(tài)，平衡時(shí)苯乙烯的物質(zhì)的量為0.2mol，平衡時(shí)苯乙烯的濃度為0.1mol/L，由方程式可知，氫氣的平衡濃度為0.1mol/L，參加反應(yīng)的乙苯的物質(zhì)的量為0.2mol，故平衡時(shí)乙苯的濃度為0.1mol/L，故平衡常數(shù)k=$\frac{0.1×0.1}{0.1}$=0.1，相同溫度下，起始時(shí)向容器中充入0.10mol乙苯、0.10mol苯乙烯和0.30molH2，此時(shí)濃度商Qc=$\frac{（0.1÷2）•（0.3÷2）}{（0.1÷2）}$=0.15，大于平衡常數(shù)0.1，反應(yīng)向逆反應(yīng)進(jìn)行，故達(dá)到平衡前v正＜v逆，故D錯(cuò)誤；
故選C．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算、化學(xué)平衡有關(guān)計(jì)算、化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算與應(yīng)用，難度中等，注意D選項(xiàng)中利用平衡常數(shù)判斷反應(yīng)進(jìn)行方向．