Question

已知浓度商（Qc）表示任意状态下反应体系中物质的浓度关系，其表达式与化学平衡常数的表达式相同．保持温度和体积不变，可逆反应：A（s）+2B（g）?2C（g）+D（g）△H＜0，在甲、乙、丙三个容器中建立平衡的相关信息如下表．则下列说法正确的是（　　）

容器	体积	起始物质	平衡时C的 物质的量	平衡时B的 体积分数	平衡常数
甲	1L	1molA+2molB	1mol	φ甲	K甲
乙	1L	4molC+2molD	n1mol	φ乙	K乙
丙	2L	4molC+2molD	n2mol	φ丙	K丙

• A、在建立平衡的过程中，甲的Qc逐渐减小，乙和丙的Qc逐渐增大
• B、K_甲=K_丙＞K_乙
• C、升高甲的温度，可使φ_甲=φ_乙
• D、n₁=1.6，n₂=2

Answer 1

考点：化学平衡的计算,等效平衡

专题：化学平衡专题

分析：A．随反应进行，反应物浓度减小、生成浓度增大，结合平衡常数表达式判断；
B．平衡常数只与温度有关，与浓度无关，由于温度恒定，故K_甲=K_丙=K_乙；
C．乙等效开始加入2molA+4molB，进一步等效为在甲平衡的基础上压强增大一倍，增大压强平衡向逆反应方向移动，故φ_甲＜φ_乙，正反应为放热反应，甲升高温度，平衡向逆反应方向移动，B的体积分数增大；
D．利用三段式计算甲平衡时各组分物质的量，由于体积为1L，则利用物质的量代替浓度计算平衡常数，利用三段式表示出乙中平衡时各组分物质的量，再结合平衡常数计算n₁；
丙等效为开始加入2molA+4molB，丙的体积为甲的2倍，丙等效后与甲中对应组分的起始浓度相等，则甲与丙为等效平衡，平衡时对应反应物转化率相同、对应各组的含量相同、浓度相同．

解答： 解：根据表中数据知，将乙、丙中生成物完全转化为反应物时，相当于乙、丙中含有2molA、4molB，甲、丙中B物质浓度相等，所以相当于等效平衡，其转化率相等；
乙中B物质浓度是甲的2倍，且压强大于甲，增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，所以乙中B的转化率小于甲；
温度不变，化学平衡常数不变，
A．在建立平衡的过程中，甲、乙和丙的Qc都逐渐增大，故A错误；
B．化学平衡常数只与温度有关，温度相同，其化学平衡常数相同，所以K_甲=K_丙=K_乙，故B错误；
C．该反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，导致甲、乙中B的转化率相等，所以存在φ_甲=φ_乙，故C正确；
D．由于温度恒定，故K_甲=K_丙=K_乙；
对应甲：A（s）+2B（g）?2C（g）+D（g）
开始（mol）：2       0      0
转化（mol）：1       1      0.5
平衡（mol）：1       1      0.5
由于体积为1L，则利用物质的量代替浓度计算平衡常数，则平衡常数K=

12×0.5

12

=0.5，
温度相同，化学平衡常数相同即K_甲=K_丙=K_乙，乙中c（C）=n₁mol/L、c（B）=

4-n1

1

mol/L、c（D）=

n1

2

mol/L，
K=

n12× n1 2

( 4-n1 1 )2

=0.5，n₁=1.75；
丙中c（C）=0.5n₂mol/L、c（B）=

4-n2

2

mol/L、c（D）=

n2

4

mol/L，
K=（

(0.5n2)2. n2 4

( 4-n2 2 )2

=0.5，n₂=2，故D错误；
故选C．

点评：本题考查化学平衡计算、等效平衡等知识点，侧重考查分析计算能力，采用一边倒的方法确定甲丙是等效平衡，知道化学平衡常数只与温度有关，与转化率及物质浓度无关，题目难度中等．