Question

7．可逆反應A（g）+3B（g）?2C（g）；△H=-Q kJ/mol．有甲、乙兩個容積相同且不變的密閉容器，向甲容器中加入1molA和3molB，在一定條件下達到平衡時放出熱量為Q₁ kJ在相同的條件下，向乙容器中加入2mol C達到平衡后吸收熱量為Q₂kJ，已知Q₁=4Q₂．下列敘述不正確的是（　　）

• A． 乙中C的轉化率為20%
• B． Q₁+Q₂=Q
• C． 達到平衡后，再向乙中加入0.25 molA、0.75molB、1.5molC，平衡向正反應方向移動
• D． 乙中的熱化學反應方程式為2C（g）?A（g）+3B（g）；△H=+Q₂kJ•mol^-1

Answer 1

分析 由Q₁=3Q₂，可知△n_甲（A）=3△n_乙（A），設甲中達到平衡時轉化了xmolA，則△n_乙（A）=$\frac{x}{3}$mol，
甲          A（g）+3B（g）?2C（g）
起始（mol）：1      3        0
轉化（mol）：x      3x       2x
平衡（mol）：1-x    3-3x     2x
乙           A（g）+3B（g）?2C（g）
起始（mol）：0      0        2
轉化（mol）：$\frac{x}{3}$      x        $\frac{2}{3}$x
平衡（mol）：$\frac{x}{3}$      x      2-$\frac{2}{3}$x
利用“一邊倒法”，可知“1 mol A、3 mol B”與“2 mol C”是等效物料，它們在同溫同容的條件下建立的平衡狀態(tài)完全相同，則1-x=$\frac{x}{3}$，x=0.75，
α（A）=$\frac{0.75mol}{1mol}$×100%=75%，據(jù)此回答．

解答 解：由Q₁=3Q₂，可知△n_甲（A）=3△n_乙（A），設甲中達到平衡時轉化了xmolA，則△n_乙（A）=$\frac{x}{3}$mol，
        甲 A（g）+3B（g）?2C（g）
起始（mol）：1      3       0
轉化（mol）：x     3x        2x
平衡（mol）：1-x     3-3x     2x
乙        A（g）+3B（g）?2C（g）
起始（mol）：0     0      2
轉化（mol）：$\frac{x}{3}$    x      $\frac{2}{3}$x
平衡（mol）：$\frac{x}{3}$    x     2-$\frac{2}{3}$x
利用“一邊倒法”，可知“1 mol A、3 mol B”與“2 mol C”是等效物料，它們在同溫同容的條件下建立的平衡狀態(tài)完全相同，則1-x=$\frac{x}{3}$，x=0.75，α（A）=$\frac{0.75mol}{1mol}$×100%=75%，
A、甲容器中開始加入1molA的和3molB與乙容器中開始加入2mol C為完全等效平衡，平衡時相同組分的物質的量相等，故乙中C的轉化率和甲中A的轉化率相等，為75%，故A正確；
B、若向相同容積的另一密閉容器中通入2molC，相當于1molA和3molB，達到平衡狀態(tài)，從等效平衡的角度分析，則有Q=Q₁+Q₃，故B正確；
C、利用“一邊倒法”，可知再加入“0.25 mol A、0.75 mol B、1.5 mol C”與再加入“2 mol C”等效，在恒溫恒容條件下相當于增大壓強，平衡向生成C的方向移動，故C正確；
D、乙中反應掉的C為$\frac{2}{3}$xmol=$\frac{2×0.75mol}{3}$=0.5mol，所給熱化學方程式中2mol C對應的反應熱應為：+4Q₂ kJ•mol^-1，故D錯誤；
故選D．

點評 本題考查了化學平衡的計算，題目難度較大，注意等效平衡的應用，解答該題時利用三段式法較為直觀，試題綜合性強，旨在培養(yǎng)學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力，有利于培養(yǎng)學生的邏輯推理能力和發(fā)散思維能力．