Question

1．将1mol A（g）和2mol B（g）置于2L某密闭容器中，在一定温度下发生反应：A（g）+B（g）?C（g）+D（g），并达到平衡．C的体积分数随时间变化如图Ⅰ中曲线b所示，反应过程中的能量变化如图Ⅱ所示，下列说法不正确的是（　　）

• A． 该温度下，反应的平衡常数数值约为7.36
• B． 恒温条件下，缩小反应容器体积可以使反应的过程按图Ⅰ中a曲线进行
• C． 反应在第4秒钟达到化学平衡状态，0～4秒内，以A表示的化学反应速率是：0.225 mol•L^-1•s^-1
• D． 在上述反应体系中加入催化剂，化学反应速率增大，E₁和E₂均减小

Answer 1

分析 根据图II知，生成物总能量小于反应物总能量，则该反应的正反应是放热反应；
A．根据方程式知，该反应前后气体计量数之和不变，所以反应达到平衡时混合气体物质的量不变为3mol，C的体积分数为0.3，则n（C）=3mol×3=0.9mol，n（D）=n（C）=0.9mol，n（A）=（1-0.9）mol=0.1mol，n（B）=（2-0.9）mol=1.1mol，则c（D）=c（C）=$\frac{0.9mol}{2L}$=0.45mol/L，c（A）=$\frac{0.1mol}{2L}$=0.05mol/L，
c（B）=$\frac{1.1mol}{2L}$=0.55mol/L，化学平衡常数=$\frac{c（C）．c（D）}{c（A）．c（B）}$；
B．恒温条件下，缩小容器体积，增大压强，反应速率增大，但平衡不移动，则平衡时C含量不变；
C．反应在第4秒钟达到化学平衡状态，0～4秒内，以v（C）=$\frac{\frac{3mol×0.3}{2L}}{4s}$=0.1125 mol•L^-1•s^-1，同一反应中同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比；
D．加入催化剂，能同等程度的增大正逆反应速率，但平衡不移动，活化能降低．

解答 解：根据图II知，生成物总能量小于反应物总能量，则该反应的正反应是放热反应；
A．根据方程式知，该反应前后气体计量数之和不变，所以反应达到平衡时混合气体物质的量不变为3mol，C的体积分数为0.3，则n（C）=3mol×3=0.9mol，n（D）=n（C）=0.9mol，n（A）=（1-0.9）mol=0.1mol，n（B）=（2-0.9）mol=1.1mol，则c（D）=c（C）=$\frac{0.9mol}{2L}$=0.45mol/L，c（A）=$\frac{0.1mol}{2L}$=0.05mol/L，
c（B）=$\frac{1.1mol}{2L}$=0.55mol/L，化学平衡常数=$\frac{c（C）．c（D）}{c（A）．c（B）}$=$\frac{0.45×0.45}{0.05×0.55}$=7.36，故A正确；
B．恒温条件下，缩小容器体积，增大压强，反应速率增大，但平衡不移动，则平衡时C含量不变，则可以使反应的过程按图Ⅰ中a曲线进行，故B正确；
C．反应在第4秒钟达到化学平衡状态，0～4秒内，以v（C）=$\frac{\frac{3mol×0.3}{2L}}{4s}$=0.1125 mol•L^-1•s^-1，同一反应中同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比，所以0～4秒内，以A表示的化学反应速率是：0.1125 mol•L^-1•s^-1，故C错误；
D．加入催化剂降低反应的活化能，则E1和E2均减小，化学反应速率增大，故D正确；
故选C．

点评 本题考查化学平衡有关计算，为高频考点，侧重考查学生发生计算能力，难点是平衡常数的计算，易错选项是D．