Question

【題目】初始溫度為t ℃，向三個密閉的容器中按不同方式投入反應物，發(fā)生反應：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)；ΔH＝－116 kJ·mol－1，測得反應的相關數(shù)據(jù)如下：

容 器	容器類型	初始 體積	初始壓 強/Pa	反應物投入量/mol				平衡時Cl2的 物質的量/mol
				HCl	O2	Cl2	H2O
Ⅰ	恒溫恒容	1 L	2×105	4	1	0	0	1
Ⅱ	絕熱恒容	1 L	p2	0	0	2	2	a
Ⅲ	恒溫恒壓	2 L	p3	8	2	0	0	b

下列說法正確的是(　)

A.反應4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(l)的ΔH>－116 kJ·mol－1

B.a>1, b>2

C.p2＝1.6×105 Pa, p3＝4×105 Pa

D.若起始向容器Ⅰ中充入0.5 mol HCl、0.5 mol O2、0.5 mol Cl2和0.5 mol H2O，則反應向逆反應方向進行

Answer 1

【答案】BD

【解析】

三個容器中，Ⅰ與Ⅱ均為恒容容器，差別在于前者恒溫，后者絕熱；不妨設想容器Ⅳ，其與容器Ⅰ其余的條件相同，僅投料方式按照容器Ⅱ中的投料方式進行，那么容器Ⅳ中的平衡與Ⅰ中的等效，容器Ⅳ中的反應達到平衡時，Cl2的物質的量為1mol。容器Ⅲ相比于容器Ⅰ，體積擴大了一倍，初始投料也增加了一倍，但容器Ⅲ是在恒溫恒壓的條件下反應的；不妨設想容器Ⅴ，其與容器Ⅲ的其他的條件相同，僅容器類型更改為恒溫恒容的容器，那么容器Ⅴ中的平衡狀態(tài)與Ⅰ中的等效，容器Ⅴ中的反應達到平衡時，Cl2的物質的量為2mol。

A．生成液態(tài)水相比于生成氣態(tài)水，同等條件下放出的熱量更多，放熱越多反應的越小，因此反應4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(l)的＜-116kJ/mol，A項錯誤；

B．構造的容器Ⅳ的類型是恒溫恒容，容器Ⅱ的類型是絕熱恒容，二者都是逆向反應建立的平衡狀態(tài)，容器Ⅱ由于是絕熱的，所以容器Ⅱ中的溫度會越來越低，不利于反應逆向進行，相比于容器Ⅳ達到平衡時消耗的Cl2更少，所以a＞1；構造的容器Ⅴ的類型為恒溫恒容，容器Ⅲ的類型為恒溫恒壓，二者都是正向反應建立的平衡，由于容器Ⅴ為恒容容器，所以反應開始后容器Ⅴ中的壓強逐漸小于容器Ⅲ中的壓強，壓強越小越不利于反應正向進行，因此平衡時，容器Ⅴ中的Cl2的量小于容器Ⅲ中的，所以b＞2，B項正確；

C．三個容器的初始溫度相同，根據(jù)公式，容器Ⅰ與Ⅱ，體積相同，那么，所以；容器Ⅰ與Ⅲ，體積之比為1:2，物質的量之比也為1:2，所以二者壓強相等，所以，C項錯誤；

D．容器Ⅰ達到平衡時，氯氣為1mol，由反應方程式可知，HCl的物質的量為2mol，O2的物質的量為0.5mol，H2O的物質的量為1mol；該容器體積為1L，所以在此溫度下，該反應的平衡常數(shù)為：；若初始時，向容器中充入均為0.5mol的四種物質，則，所以反應逆向進行，D項正確；

答案選BD。