Question

【題目】在容積可變的密閉容器中充入2 mol A和1 mol B發(fā)生反應(yīng)：mA(g) + nB(g) pC(g)。在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí)，分別得到A的物質(zhì)的量濃度如下表，以下說法正確的是

A. 維持壓強(qiáng)2×105Pa，若反應(yīng)開始后5min時(shí)達(dá)到平衡，則v(A)=0.016mol/(L·min)

B. P從2×105Pa增加到5×105Pa時(shí)，平衡逆向移動(dòng)

C. P為1×106Pa時(shí)，平衡常數(shù)表達(dá)式K=

D. 其它條件相同時(shí)，在上述三個(gè)壓強(qiáng)下分別發(fā)生該反應(yīng)。A的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化曲線如圖所示

Answer 1

【答案】D

【解析】

由氣體狀態(tài)方程PV=nRT，得P=RT即P=cRT，當(dāng)溫度相同時(shí)壓強(qiáng)與氣體的濃度成正比，由表格數(shù)據(jù)可知，壓強(qiáng)從2×105Pa增大到5×105Pa，壓強(qiáng)增大了2.5倍，此時(shí)A的濃度由0.08mol/L增大到0.20mol/L，恰好也增大了2.5倍，說明增大壓強(qiáng)該平衡沒有移動(dòng)，所以氣體物質(zhì)的計(jì)量數(shù)關(guān)系應(yīng)為m+n=p。壓強(qiáng)從5×105Pa增大到1×106Pa時(shí)，壓強(qiáng)增大了2倍，A的濃度由0.20mol/L增大到0.44mol>0.4mol，濃度增大超過了2倍，說明此時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)了，根據(jù)勒夏特列原理，逆反應(yīng)方向氣體分子數(shù)應(yīng)減小，結(jié)合前面的分析，說明B在高壓下變成液態(tài)或固體，由此分析解答。

A.題目中沒有給出初始時(shí)容器體積，無法計(jì)算反應(yīng)物A的初始濃度，也就無法計(jì)算在此條件下用A表示的反應(yīng)速率，A項(xiàng)錯(cuò)誤；

B.由氣體狀態(tài)方程PV=nRT，得P=RT即P=cRT，當(dāng)溫度一定時(shí)壓強(qiáng)與氣體的濃度成正比，由表格數(shù)據(jù)可知，壓強(qiáng)從2×105Pa增大到5×105Pa，壓強(qiáng)增大了2.5倍，此時(shí)A的濃度由0.08mol/L增大到0.20mol/L，恰好也增大了2.5倍，說明增大壓強(qiáng)該平衡沒有移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；

C.由B項(xiàng)分析可知壓強(qiáng)從2×105Pa增大到5×105Pa時(shí)平衡沒有移動(dòng)，說明反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等，即m+n=p。再從表格數(shù)據(jù)看，壓強(qiáng)從5×105Pa增大到1×106Pa，壓強(qiáng)增大了2倍，A的濃度由0.20mol/L增大到0.44mol，濃度增大的倍數(shù)大于2倍，說明此時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)了，根據(jù)勒夏特列原理，逆反應(yīng)方向氣體分子數(shù)應(yīng)減小，結(jié)合前面分析可推斷B在此壓強(qiáng)下變成了液體或固體，所以壓強(qiáng)為1×106Pa時(shí)B不是氣體，其濃度視為常數(shù)，在平衡常數(shù)表達(dá)式中不應(yīng)出現(xiàn)，即K=，C項(xiàng)錯(cuò)誤；

D.其它條件相同時(shí)，對(duì)于氣體參加的反應(yīng)增大壓強(qiáng)反應(yīng)速率增大，所以壓強(qiáng)分別為1×106Pa、5×105Pa、2×105Pa下達(dá)到平衡（拐點(diǎn)）時(shí)所用時(shí)間依次增大。由B項(xiàng)分析知壓強(qiáng)從2×105Pa增大到5×105Pa平衡沒有移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率相同。由C項(xiàng)分析知壓強(qiáng)從5×105Pa增大到1×106Pa平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率減小，圖像與事實(shí)相符，D項(xiàng)正確；答案選D。