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

一定温度下,在三个体积$1\,\text{L}$的恒容密闭容器中发生反应$2\text{X}\left( \text{g} \right)\rightleftharpoons \text{Y}\left( \text{g} \right)+\text{Z}\left( \text{g} \right)$。相关数据见下表,下列说法正确的是$(\quad\ \ \ \ )$

容器编号温度$\rm (^\circ\rm C)$起始物质的量$\rm (\text{mol}\rm )$平衡物质的量$\rm (\text{mol}\rm )$
$\rm X$$\rm Y$$\rm Z$
$\rm I$${{T}_{1}}$$\rm 2$$\rm 0.8$
$\rm II$${{T}_{1}}$$\rm 5$$z$
$\rm III$${{T}_{2}}$$\rm 5$$\rm 1$
["

${{T}_{1}}\\text{ }{}^\\circ \\text{C}$时,该反应的平衡常数$K=8$

","

$z=1.6$

","

向容器$\\rm III$再充入$1\\,\\text{mol}\\,\\text{X}$$1\\,\\text{mol}\\,\\text{Y}$,此时${{v}_{正}}\\lt {{v}_{逆}}\\rm .$

","

${{T}_{1}}\\gt {{T}_{2}}$,则该反应$\\Delta H\\lt 0$

"]
[["C"]]

根据反应式,容器$\rm I$中初始有$2\text{ mol }\ \rm X$,平衡时有$0.4\text{ mol }\ \rm X$$0.8\text{ mol }\ \rm Y$$0.8\text{ mol }\ \rm Z$,容器$\rm II$中有$5\text{ mol }\rm X$,平衡时有$\left( 5-2z \right)\text{ mol }\rm X$$z\text{ mol }\rm Y$$z\text{ mol }\rm Z$,容器$\rm I$和容器$\rm II$的温度相同,则两者平衡常数相同,即:$K\left( {{T}_{1}} \right)=\dfrac{0.8\times 0.8}{{{0.4}^{2}}}=\dfrac{{{z}^{2}}}{{{\left( 5-2z \right)}^{2}}}=4$,解得$z=2\,\text{mol}$;容器$\rm III$中初始有$5\,\text{mol}\,\rm X$,平衡时有$3\,\text{mol}\,\rm X$$1\,\text{mol}\,\rm Y$$1\,\text{mol}\,\rm Z$,则$K\left( {{T}_{2}} \right)=\dfrac{1\times 1}{{{3}^{2}}}=\dfrac{1}{9}$

$\rm A$.据分析,$K\left( {{T}_{1}} \right)=4$,故$\rm A$错误;

$\rm B$.据分析,$z=2$,故$\rm B$错误;

$\rm C$.向容器$\rm III$再充入$1\,\text{mol}\,\rm X$$1\,\text{mol}\,\rm Y$,此时${{Q}_{\text{c}}}=\dfrac{2\times 1}{{{4}^{2}}}=\dfrac{1}{8}\gt \dfrac{1}{9}=K$,反应逆向进行,${{v}_{正}}\lt {{v}_{逆}}$,故$\rm C$正确;

$\rm D$.据分析,$K\left( {{T}_{1}} \right)\gt K\left( {{T}_{2}} \right)$,若${{T}_{1}}\gt {{T}_{2}}$,则正反应吸热,$\Delta H\gt 0$,故$\rm D$错误;

故选:$\rm C$

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