Question

7．如圖所示，隔板Ⅰ固定不動，活塞Ⅱ可自由移動，M、N兩個容器中均發(fā)生反應(yīng)：X（g）+3Y（g）?2Z（g）△H=-192kJ•mol^-1．向M、N中都通入a mol X和b mol Y的混合氣體，初始時M、N兩容器的容積相同，保持兩容器的溫度相同且恒定不變．下列說法一定正確的是（　�。�

• A． 平衡時，X的體積分數(shù)：M＜N
• B． 若向N中再充入a mol X和b mol Y，則平衡時，X的轉(zhuǎn)化率：M＜N
• C． 若a：b=1：3，當M中放出172.8 kJ熱量時，X的轉(zhuǎn)化率為90%
• D． 若a=1.2，b=1，并且N中達到平衡時體積為2 L，此時含有0.4 mol Z，則再通入0.36 mol X時，v（正）＜v（逆）

Answer 1

分析 A．N中為恒壓，M中隨反應(yīng)進行壓強減小，反應(yīng)過程中N中壓強大于M中壓強，增大壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動；
B．向N中再充入a mol X和b mol Y后達到平衡時的狀態(tài)與未充入X、Y前相同，即互為等效平衡，根據(jù)A的分析可知N中轉(zhuǎn)化率較大；
C．反應(yīng)初始時X的物質(zhì)的量未知，故轉(zhuǎn)化率未知；
D．若a=1.2，b=1，并且N中達到平衡時體積為2 L，此時含有0.4 mol Z，則：
          X（g）+3Y（g）?2Z（g）
開始（mol）：1.2    1       0
轉(zhuǎn)化（mol）：0.2   0.6      0.4
平衡（mol）：1     0.4      0.4
則平衡常數(shù)K=$\frac{（\frac{0.4}{2}）^{2}}{\frac{1}{2}×（\frac{0.4}{2}）^{3}}$=10，反應(yīng)溫度不變，故通入X前后平衡常數(shù)不變，未再通入X前，平衡時氣體總物質(zhì)的量為1.8 mol，通入0.36 mol X后，由體積比與物質(zhì)的量比成正比可知：$\frac{1.8}{2.16}$=$\frac{2}{V}$，解得通入X后的體積V=2.4 L，再計算濃度商，與平衡常數(shù)比較判斷反應(yīng)進行方向，可以確定通入0.36 mol X時v（正）、v（逆）相對大�。�

解答 解：A．N中為恒壓，M中隨反應(yīng)進行壓強減小，反應(yīng)過程中N中壓強大于M中壓強，增大壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動，故平衡時，X的體積分數(shù)：M＞N，故A錯誤；
B．向N中再充入a mol X和b mol Y后達到平衡時的狀態(tài)與未充入X、Y前相同，即互為等效平衡，根據(jù)A的分析可知，平衡時X的轉(zhuǎn)化率：M＜N，故B正確；
C．反應(yīng)初始時X的物質(zhì)的量未知，故轉(zhuǎn)化率未知，故C錯誤；
D．若a=1.2，b=1，并且N中達到平衡時體積為2 L，此時含有0.4 mol Z，則：
          X（g）+3Y（g）?2Z（g）
開始（mol）：1.2    1       0
轉(zhuǎn)化（mol）：0.2    0.6     0.4
平衡（mol）：1      0.4     0.4
則平衡常數(shù)K=$\frac{（\frac{0.4}{2}）^{2}}{\frac{1}{2}×（\frac{0.4}{2}）^{3}}$=10，反應(yīng)溫度不變，故通入X前后平衡常數(shù)不變，未再通入X前，平衡時氣體總物質(zhì)的量為1.8 mol，通入0.36 mol X后，由體積比與物質(zhì)的量比成正比可知：$\frac{1.8}{2.16}$=$\frac{2}{V}$，解得通入X后的體積V=2.4 L，濃度商Qc=$\frac{（\frac{0.4}{2.4}）^{2}}{\frac{1+0.36}{2.4}×（\frac{0.4}{2.4}）^{3}}$=10.59＞K=10，故反應(yīng)應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行，則通入0.36 mol X時v（正）＜v（逆），故D正確，
故選：BD．

點評 本題考查化學(xué)平衡的計算、平衡常數(shù)應(yīng)用、等效平衡等，難度中等，D選項為易錯點、難點，注意容器的體積發(fā)生變化，而學(xué)生容易按體積不變解答，需要根據(jù)平衡常數(shù)判斷平衡移動方向．