Question

13．T℃时，将5mol A和7mol B气体通入体积为10L的密闭容器中（容积不变），反应过程中A、B、C浓度变化如图1所示．若保持其他条件不变，温度分别为T₁和T₂时，B 的体积分数与时间的关系如图2所示：

则下列结论正确的是（　　）

• A． T℃时，将4 mol A，4 mol B和2 mol C气体通入体积为10 L的密闭容器中（容积不变），达到平衡时，C的浓度为0.4 mol•L^-1
• B． 保持其他条件不变，在（t₁+10）min时，加入催化剂，平衡向正反应方向移动
• C． 保持其他条件不变，在（t₁+10）min时，通入稀有气体，平衡向逆反应方向移动
• D． 保持其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，A的转化率也增大

Answer 1

分析 该反应达到平衡状态时，A浓度的变化量=（0.5-0.3）mol/L=0.2mol/L，B浓度的变化量=（0.7-0.1）mol/L=0.6mol/L，C浓度的变化量=（0.4-0）mol/L=0.4mol/L，同一化学反应同一时间段内，各物质浓度的变化量之比等于其计量数之比，所以该反应方程式为：A（g）+3B（g）?2C（g），
根据“先拐先平数值大”结合图II知，T₁＞T₂，升高温度，B的体积发生增大，则该反应的正反应是放热反应；
A．先根据图I计算平衡常数，再根据平衡常数计算改变三种物质的浓度达到平衡状态时Z的浓度；
B．催化剂只改变反应速率，不改变平衡移动；
C．密闭容器中，通入稀有气体，各物质的浓度不变，平衡不移动；
D．其它条件不变，升高温度，正逆反应速率都增大，平衡向吸热反应方向移动．

解答 解：反应达到平衡状态时，A浓度的变化量=（0.5-0.3）mol/L=0.2mol/L，B浓度的变化量=（0.7-0.1）mol/L=0.6mol/L，C浓度的变化量=（0.4-0）mol/L=0.4mol/L，同一化学反应同一时间段内，各物质浓度的变化量之比等于其计量数之比，所以该反应方程式为：A（g）+3B（g）?2C（g），根据“先拐先平数值大”结合图II知，T₁＞T₂，升高温度，B的体积发生增大，则该反应的正反应是放热反应；
A．根据图I知，化学平衡常数K=$\frac{（0.4）{\;}^{2}}{0.3×（0.1）{\;}^{3}}$，
假设C的平衡浓度是0.4mol/L，
           A（g）+3B（g）?2C（g），
开始（mol/L）0.4    0.4     0.2
反应（mol/L）0.1    0.3     0.2  
平衡（mol/L） 0.3   0.1     0.4
化学平衡常数K′=$\frac{（0.4）{\;}^{2}}{0.3×（0.1）{\;}^{3}}$，所以符合平衡常数K，故A正确；
B．因为催化剂只改变反应速率，不改变平衡移动，所以在（t₁+10）min时，加入催化剂，平衡不移动，故B错误；
C．密闭容器中，通入稀有气体，各物质的浓度不变，平衡不移动，所以在（t₁+10）min时，通入稀有气体，平衡不移动，故C错误；
D．其它条件不变，升高温度，正逆反应速率都增大，平衡向吸热反应方向移动，根据图II知，正反应是放热反应，所以平衡向逆反应方向移动，A的转化率降低，故D错误；
故选A．

点评 本题考查外界条件对化学平衡移动的影响，正确确定反应方程式是解本题关键，会根据“先拐先平数值大”确定该反应是吸热反应还是放热反应，难度中等．