Question

2．温度为T₀时，在容积固定的容器中发生反应，各物质的浓度随时间变化的关系如图a所示．其他条件相同，温度分别为T₁、T₂时发生反应，Z的浓度随时间变化的关系如图b所示．下列叙述正确的是（　　）

• A． 该反应的正反应是放热反应
• B． T₀时，该反应的平衡常数为$\frac{1}{3}$
• C． 反应时各物质的反应速率关系为：2v （X）=2v （Y）=v （Z）
• D． 图a中反应达到平衡时，Y的转化率为37.5%

Answer 1

分析 由图a可知，X、Y浓度减小，为反应物，Z的浓度增大，为生成物，且最终X、Y浓度不变，为可逆反应，平衡时，X、Y、Z的物质的量浓度变化量分别为0.25mol/L、0.25mol/L、0.5mol/L，化学计量数之比等于物质的量变化量之比，即X、Y、Z的化学计量数之比为0.25：0.25：0.5=1：1：2，则反应方程式为：X（g）+Y（g）?2Z（g）．
A．由图b可知，温度为T₁先到达平衡，所以T₁＞T₂，温度越高，平衡时Z的物质的量浓度越大，说明升高温度平衡向正反应移动；
B．由图a可知，X、Y浓度减小，为反应物，Z的浓度增大，为生成物，且最终X、Y浓度不变，为可逆反应，平衡时，X、Y、Z的物质的量浓度变化量分别为0.25mol/L、0.25mol/L、0.5mol/L，则反应方程式为：X（g）+Y（g）?2Z（g），再根据K=$\frac{{c}^{2}（Z）}{c（X）×c（Y）}$计算平衡常数；
C．根据速率之比等于物质的量变化量之比进行计算判断；
D．由图a可知，Y的起始浓度为0.4mol/L，平衡时Y的物质的量浓度为0.15mol/L，Y的浓度变化为0.25mol/L，结合转化率定义计算．

解答 解：由图a可知，X、Y浓度减小，为反应物，Z的浓度增大，为生成物，且最终X、Y浓度不变，为可逆反应，平衡时，X、Y、Z的物质的量浓度变化量分别为0.25mol/L、0.25mol/L、0.5mol/L，化学计量数之比等于物质的量变化量之比，即X、Y、Z的化学计量数之比为0.25：0.25：0.5=1：1：2，则反应方程式为：X（g）+Y（g）?2Z（g）．
A．由图b可知，温度为T₁先到达平衡，所以T₁＞T₂，温度越高，平衡时Z的物质的量浓度越大，说明升高温度平衡向正反应移动，升高温度平衡向吸热反应移动，故正反应为吸热反应，故A错误；
B．平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（Z）}{c（X）×c（Y）}$=$\frac{0．{5}^{2}}{0.05×0.15}$=$\frac{100}{3}$，故B错误；
C．由上述分析可知反应为X（g）+Y（g）?2Z（g），速率之比等于物质的量变化量之比，所以反应时各物质的反应速率大小关系为：2v（X）=2v（Y）=v（Z），故C正确；
D．由图a可知，Y的起始浓度为0.4mol/L，平衡时Y的物质的量浓度为0.15mol/L，Y的浓度变化为0.25mol/L，所以Y的转化率为$\frac{0.25mol/L}{0.4mol/L}$=62.5%，故D错误，
故选：C．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、化学平衡图象问题等，难度中等，侧重考查学生读图获取信息能力，注意平衡图象中先拐先平数值大原则与定一议二原则．