起始向容器充入1.0 molCl2和0.8 molCO,达到平衡时,Cl2转化率小于60%

原题:

一定条件下进行反应:14向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol COCl2(g),经过一段时间后达到平衡。反应过程中测得的有关数据见下表:

t/s 0 2 4 6 8
n(Cl2)/mol 0 0.30 0.39 0.40 0.40

下列说法正确的是(   )

A.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(Cl2)=0.22 mol·L-1,则反应的ΔH<0

B.若在2 L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器进行该反应,化学平衡常数不变

C.保持其他条件不变,起始向容器中充入1.2 molCOCl2、0.60 molCl2和0.60 molCO,反应达到平衡前的速率:v(正)<v(逆)

D.保持其他条件不变,起始向容器中充入1.0 molCl2和0.8 molCO,达到平衡时,Cl2的转化率小于60%

解析:答案为CD。根据平衡时有关数据表,可知平衡时c(Cl2)=0.20 mol·L-1升高温度后变为c(Cl2)=0.22 mol·L-1,证明升温正向移动,应为吸热,ΔH<0,A错。反应存在热效应,而平衡常数会随温度变化而变化,B错。C选项考察Qc与K的关系,由于题目中的平衡数据,算出K,然后代选项中的数据算出Qc,可得Qc〉K,则C对。以上三个选项较容易。

对于D选项,有两种思维方式:

一、利用K相等,算CO转化率:

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则有:K=c(Cl2)c(CO)/c(COCl2)=(1.0-x)(0.8-x)/x  (K值可由题目平衡数据算出),解得x,即可求CO转化率<60%。但此解法要得出x值,要解一元二次方程,难度很大。

二、利用等效平衡理论:

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根据等效平衡理论,与上述等效的投料可以是(一边为零,等效转化):

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这样一看,就可以看出了起始加入1.0 molCl2和1.0 molCO,达到平衡时,Cl2的平衡浓度与起始加入1.0molCOCl2时是一样的,都为0.4mol,则可得Cl2转化率等于60%。而D选项中1.0 molCl2和0.8 molCO,相当于在上述投料的平衡中抽掉0.2mol的CO。这样会使平衡正向移动,重新达到平衡时,Cl2的转化率自然就小于60%

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