高中 | 化学平衡常数 题目答案及解析

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选修四

第二章 化学反应速率和化学平衡

第三节 化学平衡

化学平衡常数

某温度下,在$\rm 1\ L$恒容密闭容器中$\rm 3.0\ mol\ X$发生反应$\rm 3X(s)\rightleftharpoons 2Y(g)+Z(g)$,有关数据如下:

时间段$\rm /min$产物$\rm Z$的平均生成速率$\rm /mol\cdot {{L}^{-1}}\cdot mi{{n}^{-1}}$
$\rm 0\sim2$$\rm 0.20$
$\rm 0\sim 4$$\rm 0.15$
$\rm 0 \sim 6$$\rm 0.10$

下列说法正确的是$\rm (\qquad)$

["

$\\rm 1\\ min$时,$\\rm Z$的浓度等于$\\rm 0.20\\ mol\\cdot {{L}^{-1}}$

","

$\\rm 2\\ min$时,加入$\\rm 0.40\\ mol\\ Y$,此时${{v}_{正}}{\\rm (Z)}\\lt {{v}_{逆}}\\rm (Z)$

","

$\\rm 3\\ min$时,$\\rm Y$的体积分数约为$\\rm {66.7 \\%}$

","

$\\rm 6\\ min$时,在容器中再加入$\\rm 2\\ mol\\ Y(g)$$\\rm 1\\ mol\\ Z(g)$,重新平衡后$\\rm Z$的浓度大于$\\rm 0.6\\ mol/L$

"]
[["C"]]

$\rm A$.随反应进行,反应速率减慢,$\rm 0\sim 1\ min$$\rm Z$的生成速率大于$\rm 0.2\ mol\cdot {{L}^{-1}}\cdot mi{{n}^{-1}}$$\rm 1\ min$$\rm Z$的浓度大于$\rm 0.20\ mol\cdot {{L}^{-1}}\cdot mi{{n}^{-1}}\times 1\ \min =0.2\ mol/L$,故$\rm A$错误。

$\rm B$$\rm 4\ min$$\rm Z$的浓度为$\rm 0.15\ mol\cdot {{L}^{-1}}\cdot mi{{n}^{-1}}\times 4\ \min =0.6\ mol/L$$\rm 6\ min$$\rm Z$的浓度为$\rm 0.10\ mol\cdot {{L}^{-1}}\cdot mi{{n}^{-1}}\times 6\ \min =0.6\ mol/L$,可知$\rm 4\ min$反应达到平衡状态,$\rm Z$的平衡浓度为$\rm 0.6\ mol/L$,则$\rm Y$的平衡浓度为$\rm 1.2\ mol/L$$K=1.{{2}^{2}}\times 0.6=0.864$$\rm 2\ min$时,$\rm Z$的浓度等于$\rm 0.20\ mol\cdot {{L}^{-1}}\cdot mi{{n}^{-1}}\times 2\ \min =0.4\ mol/L$$\rm Y$的浓度等于$\rm 0.8\ mol/L$,加入$\rm 0.40\ mol\ Y$$\rm Y$的浓度变为$\rm 1.2\ mol/L$$Q={{1.2}^{2}}\times 0.4=0.576\lt K$,反应正向进行,此时${{v}_{正}}{\rm (Z)}\gt {{v}_{逆}}\rm (Z)$,故$\rm B$错误。

$\rm C$.根据$\rm 3X(s)\rightleftharpoons 2Y(g)+Z(g)$,可知反应体系中只有$\rm YZ$是气体,且体积比始终为$\rm 2:1$$\rm 3\ min$时,$\rm Y$的体积分数约为$\rm \dfrac{2}{2+1}\times 100\%=66.7\%$,故$\rm C$正确。

$\rm D$$\rm 3X(s)\rightleftharpoons 2Y(g)+Z(g)$平衡常数$K={{c}^{2}}{\rm (Y)}c{\rm (Z)}$$\rm 6\ min$时,$\rm Z$的浓度为$\rm 0.6\ mol/L$,在容器中再加入$\rm 2\ mol\ Y(g)$$\rm 1\ mol\ Z(g)$,相当于增大压强,平衡逆向移动,平衡常数不变,所以重新平衡后$\rm Z$的浓度等于$\rm 0.6\ mol/L$,故$\rm D$错误。

故选:$\rm C$

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