Question

T℃時，A氣體與B氣體反應生成C氣體．反應過程中A、B、C濃度變化如圖（Ⅰ）所示，若保持其他條件不變，溫度分別為T₁和T₂時，B的體積分數(shù)與時間的關系如圖（Ⅱ）所示．現(xiàn)向一體積可變的密閉容器中通入等物質的量的A氣體和B氣體，在恒溫條件下發(fā)生反應達到平衡狀態(tài)Ⅰ后，再升高到某溫度，繼續(xù)反應一段時間后達到平衡狀態(tài)Ⅱ．下列敘述中正確的是（　�。�

• A、該反應在高溫時才能自發(fā)進行
• B、反應從開始到平衡狀態(tài)Ⅰ的過程中，反應向正向進行，A的體積分數(shù)一直在減少
• C、平衡狀態(tài)Ⅰ到平衡狀態(tài)Ⅱ的過程中，平衡向逆向移動，A的體積分數(shù)一直沒有變化
• D、反應從開始到平衡狀態(tài)Ⅱ的過程中，平衡常數(shù)K和A的轉化率都是先增大后減少

Answer 1

分析：由圖（Ⅰ）可知，A和B的物質的量濃度減小，C的物質的量濃度增加，則A、B為反應物，C為生成物，由反應的濃度的變化之比等于化學計量數(shù)之比可得：△c（A）：△c（B）：△c（C）=0.2mol/L：0.6mol/L：0.4mol/L=1：3：2，則反應的化學方程式為A+3B2C；
由圖（Ⅱ），先拐數(shù)值大，可知T₁＞T₂，升高溫度B的體積分數(shù)增大，說明生成溫度平衡向逆反應方向移動，則正反應為放熱反應；
A．能在高溫下自發(fā)進行，需滿足△G=△H-T?△S＜0；
B．根據(jù)平衡三段法求出A的體積分數(shù)；
C．根據(jù)溫度升高，平衡逆向移動，利用平衡三段法求出A的體積分數(shù)；
D．根據(jù)平衡常數(shù)只與溫度有關，與濃度無關；平衡正向進行，反應物轉化率先增大，反之，反應物轉化率減少；

解答：解：A．反應的△H＜0，△S＜0，在低溫下△G=△H-T?△S＜0，反應能自發(fā)進行，故A錯誤；
B．設等物質的量的A氣體和B氣體為nmol，反應的A為amol，則：
               A+3B 2C；
起始（mol）     n      n          0
反應（mol）     a      3a         2a
任意時刻（mol）n-a     n-3a       2a
則開始時A的體積分數(shù)為

n

n+n

×100%=50%，任意時刻A的體積分數(shù)為

n-a

n-a+ n-3a+2a

×100%=50%，A的體積分數(shù)一直沒有變化，故B錯誤；
C．平衡狀態(tài)Ⅰ到平衡狀態(tài)Ⅱ的過程中，平衡發(fā)生移動，由B可知，A的體積分數(shù)一直沒有變化，故C正確；
D．反應從開始到平衡狀態(tài)Ⅱ的過程中，反應正向建立平衡，然后升溫，平衡向逆反應方向移動，平衡常數(shù)K先是不變然后減小，A的轉化率是先增大后減少，故D錯誤；
故選C．

點評：本題考查化學平衡圖象問題，題目難度較大，從平衡三段法計算可知，無論反應如何進行A的體積分數(shù)一直沒有變化是解題的難點．