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

向体积均为$\rm 1$ $\rm L$的两恒容容器中分别充入$\rm 2$ $\rm mol$ $\rm X$$\rm 1$ $\rm mol$ $\rm Y$发生反应:$2\text{X}(\text{g})+\text{Y}(\text{g})\rightleftharpoons \text{Z}(\text{g})\quad \Delta H$  ,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是$(\quad\ \ \ \ )$

["

$\\Delta H\\lt 0$

","

气体的总物质的量:${{n}_{\\text{a}}}\\gt {{n}_{\\text{b}}}$

","

反应速率:${{v}_{\\text{a正}} }\\gt {{v}_{\\text{b正}}}$

","

$\\rm b$点平衡常数:$K\\lt 12$

"]
[["D"]]

$\rm A$.由图象可知,反应时间相同,绝热下压强大于恒温,说明反应温度升高,故反应为放热反应,所以$\Delta H\lt 0$,故$\rm A$正确;

$\rm B$.根据$pV={nRT}$,其他条件相同时,温度越高则$n$越小,甲为绝热过程,乙为恒温过程,$\rm a$点温度大于$\rm c$点温度,故气体的总物质的量:${{n}_{\text{a}}}\lt {{n}_{\text{c}}}$,故$\rm B$正确;

$\rm C$.温度越高,反应速率越大,因为甲是在绝热条件下,故$\rm a$的温度大于$\rm b$的温度,故反应速率:${{v}_{\text{a}}}_{正}\gt {{v}_{\text{b}}}_{正}$,故$\rm C$正确;

$\rm D$.设$\rm c$点时$\rm Z$的物质的量为$n$,根据三段式可知:

$\begin{matrix} {} & \text{2X+} & \text{Y} & \rightleftharpoons & \text{Z} \\ 起始量\text{(mol)} & \text{2} & \text{1} & {} & \text{0} \\变化量 \text{(mol)} & 2n & n & {} & n \\ 平衡量\text{(mol)} & 2-2n & 1-n & {} & n \\ \end{matrix}$

因为$\rm c$点的压强是初始一半,故$\dfrac{1}{2}\times \left( 2\text{ mol}+1\text{ mol} \right)=3-2n$,解得$n=0.75\,\text{mol}$$\rm X$$\rm Y$$\rm Z$的浓度分别是$\rm 0.5$ $\rm mol/L$$\rm 0.25$ $\rm mol/L$$\rm 0.75$ $\rm mol/L$,根据$Q=\dfrac{c\left( \text{Z} \right)}{{{c}^{2}}\left( \text{X} \right)\times c\left( \text{Y} \right)}=\dfrac{0.75}{{{0.5}^{2}}\times 0.25}=12$,由于$\rm c$点反应仍然正向进行,故$\rm b$点平衡常数:$K\gt 12$,故$\rm D$错误;

故选:$\rm D$

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