Question

20．有I-IV四个体积均为0.5L的恒容密闭容器，在I、II、III中按不同投料比（Z）充入 HCl和O₂（如表），加入催化剂发生反应4HCl（g）+O₂（g）?2Cl₂ （g）+2H₂O（g）△H，HCl的平衡转化率与Z和T的关系如图所示：下列说法不正确的是（　　）

容器	起始时
	T/℃	n（HCl）/mol	Z
Ⅰ	300℃	0.25	a
Ⅱ	300℃	0.25	b
Ⅲ	300℃	0.25	4

• A． △H＜0，a＜4＜b
• B． 容器III某时刻处R点，则R点的v（正）＜v（逆），压强：P（R）＞P（Q）
• C． 300℃该反应的平衡常数的值为640
• D． 若起始时，在容器Ⅳ中只充入0.25molCl₂和0.25molH₂O（g），300℃达平衡时容器中 HCl的物质的 量浓度大于0.2mol•L^-1

Answer 1

分析 A．图象分析随温度升高，HC\L转化率减小，说明升温平衡逆向进行；
B．容器III，Z为4，平衡转化率80%，R点为达到平衡状态，反应正向进行，此时压强大于平衡状态下的压强；
C．依据Ⅲ中数据计算平衡浓度，计算平衡常数K=$\frac{生成物平衡浓度的幂次方乘积}{反应物平衡浓度的幂次方乘积}$；
D．计算起始量氯化氢和氧气物质的量之比来分析判断．

解答 解：A．图象中HCl转化率随温度升高减小，升温平衡逆向进行，正反应为放热反应△H＜0，氧气越大HC\l转化率越大，相同温度下投料比a＜4＜b，故A正确；
B．容器III，Z为4，平衡转化率80%，R点为达到平衡状态，反应正向进行，则R点的v（正）＞v（逆），此时压强大于平衡状态下的压强压强：P（R）＞P（Q），故B错误；
C．结合三行计算列式    $\frac{n（HCl）}{n（{O}_{2}）}$=4，n（HCl）=0.25mol，n（O₂）=0.0625mol，体积为0.5L，c（HCl）=0.5mol/L，n（O₂）=0.125mol/L，二氧化碳转化率80%，
                                   4HCl（g）+O₂（g）?2Cl₂ （g）+2H₂O（g）
起始量（mol/L）             0.5          0.125          0             0       
变化量（mol/L）0.5×80%=0.4        0.1             0.2            0.2
平衡量（mol/L）           0.1            0.025          0.2           0.2
K=$\frac{0．{2}^{2}×0．{2}^{2}}{0．{1}^{4}×0.025}$=640，故C正确；
D．若起始时，在容器Ⅳ中只充入0.25molCl₂和0.25moIH₂O（g），
                         4HCl（g）+O₂（g）?2Cl₂ （g）+2H₂O（g）
起始量（mol）    0                0             0.25             0.25
                       0.5               0.125        0                  0 
$\frac{n（HCl）}{n（{O}_{2}）}$=$\frac{0.5}{0.125}$=4，依据C计算分析可知，Ⅳ和Ⅲ达到相同的平衡状态，达平衡时容器中 HCl的物质的量浓度0.1mol/L，故D错误；
故选BD．

点评 本题考查了起始量不同对化学反应平衡的影响、平衡三行计算和平衡常数计算、反应进行的方向的判断方法，掌握基础是解题关键，题目难度中等．