Question

已知可逆反應(yīng)：A（s）+2B（g）═C（g）+D（g）△H＜0．在一定溫度下將1mol A和2molB加入如圖所示甲容器中，將2molC和2mol D加入乙容器中，此時(shí)控制活塞P，使乙的容積為甲的2倍，在恒溫下使兩容器內(nèi)反應(yīng)均達(dá)到平衡狀態(tài)（如圖所示，隔板K不能移動(dòng)）．下列說(shuō)法正確的是（　　）

• A、保持乙中壓強(qiáng)不變，升高溫度，達(dá)到新的平衡后，乙中平均相對(duì)分子質(zhì)量增大
• B、保持溫度和乙中壓強(qiáng)不變，向乙中再加入2 mol D，達(dá)到新平衡后，一定有c（B）_乙＞c（B）_甲
• C、若該溫度下反應(yīng)的K=1，則甲中B和乙中C的轉(zhuǎn)化率均為66.7%
• D、保持溫度和活塞位置不變，甲中再加入1 mol A和2mol B，達(dá)到新的平衡后，c（B）_甲=2c（B）_乙

Answer 1

分析：從等效平衡的角度分析，2molC和2molD相當(dāng)于2molA和4molB，即乙容器內(nèi)的氣體的物質(zhì)的量為甲容器內(nèi)的氣體的物質(zhì)的量的2倍，而乙容器的體積為甲容器的體積的2倍，在相同溫度下達(dá)到相同平衡狀態(tài)，甲、乙容器內(nèi)對(duì)應(yīng)物質(zhì)的濃度相同，各組分的含量相同．
A、該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行，氣體質(zhì)量減小，氣體物質(zhì)的量不變；
B、保持溫度和乙中壓強(qiáng)不變，向乙中再加入2 mol D，乙的體積變?yōu)樵瓉?lái)的1.5倍，若各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)前后氣體體積不變，平衡不移動(dòng)，但D的物質(zhì)的量增大，所以平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行．
C、甲、乙兩容器平衡常數(shù)相同，利用三段式表示出各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化量、平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量，結(jié)合平衡常數(shù)計(jì)算甲中平衡時(shí)C的物質(zhì)的量，平衡時(shí)兩容器內(nèi)對(duì)應(yīng)各物質(zhì)的濃度相同，故乙容器內(nèi)C的物質(zhì)的量為甲容器的2倍，再根據(jù)轉(zhuǎn)化率計(jì)算．
D、A是固體，反應(yīng)前后氣體體積不變，在甲中再加入1molA和2molB，則相當(dāng)于在原來(lái)的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不變，平衡時(shí)甲中D的濃度為原來(lái)的2倍．

解答：解：2molC和2molD相當(dāng)于2molA和4molB，即乙容器內(nèi)的氣體的物質(zhì)的量為甲容器內(nèi)的氣體的物質(zhì)的量的2倍，而乙容器的體積為甲容器的體積的2倍，在相同溫度下達(dá)到相同平衡狀態(tài)，甲、乙容器內(nèi)對(duì)應(yīng)物質(zhì)的濃度相同，各組分的含量相同．
A、該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行，達(dá)到新的平衡后，乙中氣體質(zhì)量減小，物質(zhì)的量不變，平均相對(duì)分子質(zhì)量減小，故A錯(cuò)誤；
B、保持溫度和乙中壓強(qiáng)不變，向乙中再加入2 mol D，乙的體積變?yōu)樵瓉?lái)的1.5倍，若各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)前后氣體體積不變，平衡不移動(dòng)，但D的物質(zhì)的量增大，所以平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行，但達(dá)到新平衡后，B的濃度比原平衡狀態(tài)濃度低，即c（B）_乙＜c（B）_甲，故B錯(cuò)誤；
C、甲、乙兩容器平衡常數(shù)相同，平衡時(shí)兩容器內(nèi)對(duì)應(yīng)各物質(zhì)的濃度相同：
對(duì)于甲容器：A（s）+2B（g）?C（g）+D（g）
開(kāi)始（mol）：1     2       0        0
變化（mol）：x     2x      x        x
平衡（mol）：1-x   2-2x     x         x
反應(yīng)前后氣體體積不發(fā)生變化，用物質(zhì)的量代替濃度代入平衡常數(shù)計(jì)算，則：

x2

(2-2x)2

=1，解得x=

2

3

，所以甲中B的轉(zhuǎn)化率為

2 3 ×2mol

2mol

×100%=66.7%；
平衡時(shí)，甲容器中C的物質(zhì)的量為

2

3

mol，平衡時(shí)兩容器內(nèi)對(duì)應(yīng)各物質(zhì)的濃度相同，故乙容器內(nèi)C的物質(zhì)的量為

4

3

mol，所以乙容器內(nèi)C的轉(zhuǎn)化率為

2mol- 4 3 mol

2mol

×100%=33.3%，故C錯(cuò)誤；
D、保持溫度和活塞位置不變，在甲中再加入1molA和2molB，則相當(dāng)于在原來(lái)的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，A是固體，反應(yīng)前后氣體體積不變，平衡不移動(dòng)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不變，達(dá)到平衡時(shí)，甲中B的濃度等于原來(lái)的2倍，即等于乙中B的濃度的2倍，故D正確；
故選：D．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡移動(dòng)的影響因素、等效平衡、平衡計(jì)算等，難度中等，注意從等效平衡的角度分析起始時(shí)甲乙兩容器內(nèi)的氣體的平衡狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上從平衡移動(dòng)的角度分析．