Question

19．如圖所示，隔板I固定不動，活塞II可自由移動，M、N兩容器中均發(fā)生反應(yīng)：A（g）+3B（g）?2C（g）△H=-192kJ•mol^-1，向M、N中都通入xmolA和ymolB的混合氣體，初始M、N容積相同，保持溫度不變．下列說法正確的是（　�。�

• A． 若平衡時A氣體在兩容器中的體積分?jǐn)?shù)相等，則x一定等于y
• B． 若x：y=1：2，則平衡時，M中的轉(zhuǎn)化率：A＞B
• C． 若x：y=1：3，當(dāng)M中放出熱量172.8kJ時，A的轉(zhuǎn)化率為90%
• D． 若x=1.2，y=1，N中達(dá)平衡時體積為2L，含有C 0.4mol，再通入0.36molA時，υ_正、υ_逆大小無法比較

Answer 1

分析 M容器保持恒容，N容器保持恒壓，由于反應(yīng)前后的氣體系數(shù)和不等，所以兩個平衡態(tài)也不一樣，
A．讓M、N中平衡時A的體積分?jǐn)?shù)一樣，那么只能是M或N中，反應(yīng)前后不論限度多少，A的體積分?jǐn)?shù)始終為定值，假定反應(yīng)的A為zmol，利用三段式表示平衡時各組分的物質(zhì)的量，進(jìn)而表示出A的體積分?jǐn)?shù)，據(jù)此判斷；
B．由于x：y=1：2，即y=2 x，設(shè)反應(yīng)中消耗掉amolA，用a表示參加反應(yīng)的B的物質(zhì)的量，表示出轉(zhuǎn)化率，據(jù)此比較；
C．題目中熱化學(xué)方程式的意義為1molA完全反應(yīng)，放熱192 kJ，根據(jù)實際放出的熱量計算參加反應(yīng)的A的物質(zhì)的量，進(jìn)而表示出轉(zhuǎn)化率進(jìn)行判斷；
D．根據(jù)平衡時C的物質(zhì)的量，利用三段式計算出平衡時各組分的物質(zhì)的量，進(jìn)而計算平衡常數(shù)．再通入0.36 molA時，假定平衡不移動，恒溫恒壓下，體積之比等于物質(zhì)的量之比，據(jù)此計算通入0.36 molA時瞬間體積，再計算各物質(zhì)的量的濃度，進(jìn)而計算濃度商，與平衡常數(shù)比較，判斷平衡移動，據(jù)此確定．

解答 解：M容器保持恒容，N容器保持恒壓，由于反應(yīng)前后的氣體系數(shù)和不等，所以兩個平衡態(tài)也不一樣，
A．要讓M、N中平衡時A的體積分?jǐn)?shù)一樣，那么只能是M或N中，反應(yīng)前后不論限度多少，A的體積分?jǐn)?shù)始終為定值，假定反應(yīng)的A為zmol，則：
        A（g）+3B（g）?2C（g）
起始：x     y
反應(yīng)：z     3z        2z
平衡：x-z   y-3z       2z
故平衡時A的體積分?jǐn)?shù)為：$\frac{x-z}{x+y-2z}$，A的體積分?jǐn)?shù)始終為定值，則x=y，故A正確；
B．x：y=1：2，即y=2 x，設(shè)反應(yīng)中消耗掉amolA，則：
            A（g）+3B（g）?2C（g）
初始（mol）：x     2x         0
變化（mol）：a     3a         2a
故A的轉(zhuǎn)化率=$\frac{a}{x}$，B的轉(zhuǎn)化率=$\frac{3a}{2x}$，則平衡時，M中的轉(zhuǎn)化率：A＜B，故B錯誤；
C．題目中熱化學(xué)方程式的意義：若1molA完全反應(yīng)，放熱192 kJ，當(dāng)M中放出熱量172.8 kJ時，參加反應(yīng)的A的物質(zhì)的量為：$\frac{172.8kJ}{192kJ}$×1mol=0.9mol，故A的轉(zhuǎn)化率為：$\frac{0.9}{x}$，故C錯誤；
D．x=1.2，y=1，N中達(dá)到平衡時體積為2 L，含有C 0.4 mol，則：
      A（g）+3B（g）?2C（g）
起始：1.2     1
反應(yīng)：0.2     0.6     0.4
平衡：1       0.4     0.4
故A、B、C的平衡濃度分別為0.5mol/L、0.2mol/L、0.2mol/L，
則平衡常數(shù)K=$\frac{0.22}{0.5×0.23}$=10，
原平衡體系中，2.0L容器中含有分子物質(zhì)的量為（1.0+0.4+0．mol=1.8mol，當(dāng)加入0.36molA，體系瞬間有分子物質(zhì)的量為（1.8+0.36）mol=2.16mol，N容器恒溫、恒壓，則容器體積比=氣體的物質(zhì)的量比，即：2.16mol：1.8mol=V：2L，瞬間總體積（V）變?yōu)?$\frac{2.16mol×2L}{1.8mol}$=2.4L，此時的濃度商Qc=$\frac{（{\frac{0.4}{2.4}）}^{2}}{\frac{1.36}{2.4}×（\frac{0.4}{2.4}）^{3}}$=2.4L=10.6，Qc＞K，所以，平衡要逆向移動，即v（正）＜v（逆），故D錯誤；
故選A．

點評 本題考查化學(xué)平衡的計算、平衡常數(shù)的計算等，難度較大，D選項為易錯點、難點，注意根據(jù)平衡常數(shù)判斷平衡移動方向，A選項中注意數(shù)據(jù)的分析處理．