Question

19．在2L密闭容器中有X、Y、Z三种气体间恒温下发生的可逆反应，它们的物质的量随时间变化而变化的曲线如图所示．下列分析正确的是（　　）

• A． 4 min内 v（Z）=0.025 mol•L^-1•min^-1
• B． Y的平衡转化率为75%
• C． 平衡常数K=（25/12）（mol•L^-1）^-2
• D． t₁ min时充入少量He，平衡向正向移动

Answer 1

分析 根据反应过程中物质的量变化知，X、Y是反应物而Z是生成物，达到平衡状态时，△n（X）=（1.2-0.8）mol=0.4mol，△n（Y）=（0.8-0.6）mol=0.2mol，△n（Z）=（0.2-0）mol=0.2mol，同一反应中同一时间段内各物质的物质的量变化量之比等于其计量数之比，所以X、Y、Z的计量数之比=0.4mol：0.2mol：0.2mol=2：1：1，该反应方程式为2X+Y=Z，
A．v（X）=$\frac{\frac{（1.2-1.0）mol}{2L}}{4min}$=0.025mol/（L．min），再根据同一反应同一时间段内各物质的速率之比等于其计量数之比计算v（Z）；
B．转化率=$\frac{参加反应的物质的量}{反应初始物质的量}×100%$；
C．平衡时，c（X）=$\frac{0.8}{2}$mol/L=0.4mol/L、c（Y）=$\frac{0.6}{2}$mol/L=0.3mol/L、c（Z）=$\frac{0.2}{2}$mol/L=0.1mol/L，化学平衡常数K=$\frac{c（Z）}{{c}^{2}（X）．c（Y）}$；
D．t₁ min时充入少量He，X、Y、Z的物质的量浓度不变，则平衡不移动．

解答 解：根据反应过程中物质的量变化知，X、Y是反应物而Z是生成物，达到平衡状态时，△n（X）=（1.2-0.8）mol=0.4mol，△n（Y）=（0.8-0.6）mol=0.2mol，△n（Z）=（0.2-0）mol=0.2mol，同一反应中同一时间段内各物质的物质的量变化量之比等于其计量数之比，所以X、Y、Z的计量数之比=0.4mol：0.2mol：0.2mol=2：1：1，该反应方程式为2X+Y=Z，
A．v（X）=$\frac{\frac{（1.2-1.0）mol}{2L}}{4min}$=0.025mol/（L．min），再根据同一反应同一时间段内各物质的速率之比等于其计量数之比计算v（Z），所以v（Z）=$\frac{1}{2}$v（X）=0.0125mol/（L．min），故A错误；
B．转化率=$\frac{参加反应的物质的量}{反应初始物质的量}×100%$=$\frac{0.2mol}{0.8mol}×100%$=25%，故B错误；
C．平衡时，c（X）=$\frac{0.8}{2}$mol/L=0.4mol/L、c（Y）=$\frac{0.6}{2}$mol/L=0.3mol/L、c（Z）=$\frac{0.2}{2}$mol/L=0.1mol/L，化学平衡常数K=$\frac{c（Z）}{{c}^{2}（X）．c（Y）}$=$\frac{0.1}{0．{4}^{2}×0.3}$（mol•L^-1）^-2 =$\frac{25}{12}$（mol•L^-1）^-2 ，故C正确；
D．t₁ min时充入少量He，X、Y、Z的物质的量浓度不变，则平衡不移动，故D错误；
故选C．

点评 本题以化学平衡为载体考查图象分析，侧重考查反应速率、平衡常数、转化率的计算及平衡移动影响因素，难点是平衡常数的有关计算，注意要利用各物质浓度而不是物质的量进行计算，难度较大．