Question

11．T℃时，体积均为0.5L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：2A（g）+B（g）?2C（g）△H=-Q kJ/mol（Q＞0）．保持温度不变，实验测得起始和平衡时的有关数据如表：

容器编号	起始时各物质物质的量/mol			达到平衡时体系能量的变化
	A	B	C
①	2	1	0	0.75Q kJ
②	0.4	0.2	1.6

下列叙述中正确的是（　　）

• A． 容器①、②中反应的平衡常数均为4
• B． 容器②中达到平衡时放出的热量为0.05QkJ
• C． 向容器①中通入氦气，平衡时A的转化率不变
• D． 其他条件不变，若容器②保持恒容绝热，则达到平衡时C的体积分数小于$\frac{2}{3}$

Answer 1

分析 容器①中参加反应的A的物质的量=2mol×$\frac{0.75QkJ}{QkJ}$=1.5mol，则：
           2A（g）+B（g）?2C（g）
起始（mol）：2      1      0
转化（mol）：1.5    0.75   1.5
平衡（mol）：0.5    0.25   1.5
恒温恒容下，②中完全转化到方程式左边可以得到2molA、1mol，容器①、②反应为完全等效平衡，平衡时各组分的物质的量相等，②中A的起始物质的量为0.4mol，小于平衡时的0.5mol，故②中发生2C（g）?2A（g）+B（g）△H=+Q kJ/mol（Q＞0）．
A．由于温度相等，②中平衡常数与①互为相反数；
B．②中反应吸收热量，根据参加反应的B可以计算吸收热量；
C．恒容条件下，向容器①中通入氦气，各组分的浓度不变，平衡不移动；
D．平衡时①、②中C的体积分数为$\frac{1.5mol}{（0.5+0.25+1.5）mol}$=$\frac{2}{3}$，其他条件不变，若容器②保持恒容绝热，随反应进行，温度降低，反应向生成C的方向移动，平衡时C的体积分数增大．

解答 解：容器①中参加反应的A的物质的量=2mol×$\frac{0.75QkJ}{QkJ}$=1.5mol，则：
           2A（g）+B（g）?2C（g）
起始（mol）：2      1       0
转化（mol）：1.5   0.75     1.5
平衡（mol）：0.5   0.25     1.5
恒温恒容下，②中完全转化到方程式左边可以得到2molA、1mol，容器①、②反应为完全等效平衡，平衡时各组分的物质的量相等，②中A的起始物质的量为0.4mol，小于平衡时的0.5mol，故②中发生2C（g）?2A（g）+B（g）△H=+Q kJ/mol（Q＞0）．
A．由于温度相等，②中平衡常数与①互为相反数，不可能相等，①中平衡常数K=$\frac{（\frac{1.5}{0.5}）^{2}}{（\frac{0.5}{0.5}）^{2}×\frac{0.25}{0.5}}$=18，②中平衡常数K=$\frac{1}{18}$，故A错误；
B．②中反应吸收热量，容器①、②反应为完全等效平衡，平衡时B的物质的量相等，则②中吸收的热量为（0.25-0.2）mol×Q kJ/mol=0.05Q kJ，故B错误；
C．恒容条件下，向容器①中通入氦气，各组分的浓度不变，平衡不移动，平衡时A的转化率不变，故C正确；
D．平衡时①、②中C的体积分数为$\frac{1.5mol}{（0.5+0.25+1.5）mol}$=$\frac{2}{3}$，其他条件不变，若容器②保持恒容绝热，随反应进行，温度降低，反应向生成C的方向移动，生成2molC时，混合气体减小1mol，则达到平衡时C的体积分数大于$\frac{2}{3}$，故D错误，
故选：C．

点评 本题考查化学平衡有关计算、等效平衡、反应热等问题，题目难度中等，注意等效平衡思想的应用，关键是判断两容器内平衡途径的建立，难度中等．