Question

17．向一体积不变的密闭容器中加入2mol A、0.6mol C和一定量的B三种气体．在一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化的情况如图甲所示．图乙为t₂时刻后改变反应条件，该平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件．已知t₃～t₄阶段为使用催化剂；图甲中t₀～t₁阶段c（B）未画出．
下列说法不正确的是（　　）

• A． 该反应为吸热反应
• B． B在t₀～t₁阶段平衡时转化率为60%
• C． t₄～t₅阶段改变的条件为减小压强
• D． 此温度下该反应的化学平衡常数K=$\frac{27}{32}$

Answer 1

分析 图乙为t₂时刻后改变反应条件，该平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件：
t₃～t₄和t₄～t₅这两段平衡是不移动的，则只能是压强和催化剂影响的，而t₃～t₄阶段为使用催化剂，t₄～t₅的速率又变慢，则t₄～t₅阶段为降低压强，因此应该推断该反应前后气体体积不变；
t₂～t₃阶段改变条件的瞬间，其中某一速率增大、另外速率不变，应是增大某一组分的浓度；
t₅～t₆阶段改变条件的瞬间，正、逆速率都增大，且正反应速率增大较大，平衡向正反应方向移动，说明正反应为吸热反应；
随反应进行反应物的浓度降低，生成物的浓度增大，结合图甲可知，A为反应物，C为生成物，A的变化为0.2mol/L，C的变化量为0.3mol/L．又由于该反应前后气体体积不变，所以B为反应物，B的浓度变化量为0.3mol/L-0.2mol/L=0.1mol/L，故A、B、C的化学计量数之比为0.2：0.1：0.3=2：1：3，则该反应方程式为：2A（g）+B（g） 3C（g），据此解答．

解答 解：图乙为t₂时刻后改变反应条件，该平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件：
t₃～t₄和t₄～t₅这两段平衡是不移动的，则只能是压强和催化剂影响的，而t₃～t₄阶段为使用催化剂，t₄～t₅的速率又变慢，则t₄～t₅阶段为降低压强，因此应该推断该反应前后气体体积不变；
t₂～t₃阶段改变条件的瞬间，其中某一速率增大、另外速率不变，应是增大某一组分的浓度；
t₅～t₆ 阶段改变条件的瞬间，正、逆速率都增大，且正反应速率增大较大，平衡向正反应方向移动，说明正反应为吸热反应；
随反应进行反应物的浓度降低，生成物的浓度增大，结合图甲可知，A为反应物，C为生成物，A的变化为0.2mol/L，C的变化量为0.3mol/L．又由于该反应前后气体体积不变，所以B为反应物，B的浓度变化量为0.3mol/L-0.2mol/L=0.1mol/L，故A、B、C的化学计量数之比为0.2：0.1：0.3=2：1：3，则该反应方程式为：2A（g）+B（g） 3C（g），
A．由上述分析可知，该反应为吸热反应，故A正确；
B．由上述分析可知，B的浓度变化量为0.1mol/L，由图可知平衡时B的浓度为0.4mol/L，故B在t₀～t₁阶段平衡时的转化率为$\frac{01mol/L}{0.1mol/L+0.4mol/L}$×100%=20%，故B错误；
C．由上述分析可知，t₄～t₅阶段改变的条件为减小压强，故C正确；
D．由图可知，平衡时A、B、C的浓度分别为0.8mol/L、0.4mol/L、0.6mol/L，发生反应为：2A（g）+B（g） 3C（g），故该温度下平衡常数K=$\frac{0．{6}^{3}}{0．{8}^{2}×0.4}$=$\frac{27}{32}$，故D正确，
故选B．

点评 本题考查化学平衡图象、化学平衡有关计算、化学平衡影响元素、平衡常数计算等，关键是根据平衡移动图象分析反应特征、书写反应方程式，难度中等．