原题:在盛有足量A的体积可变的密闭容器中,加入B,发生反应:A(s)+2B(g)=4C (s)+D(g),△H<0。在一定温度、压强下达到平衡。平衡时C的物质的量与加入的B的物质的量的变化关系如图。下列说法正确的是( )
A.平衡时B的转化率为50%
B.若再加入B,则再次达到平衡时正、逆反应速率均增
C.若保持压强一定,再加入B,则反应体系气体密度减小
D.若保持压强一定,当温度升高10℃后,则图中θ>45º
解析:此题关键是对图像的理解,由“平衡时C的物质的量与加入的B的物质的量的变化关系如图”结合图像中两者的关系角度可知,当加入1molB时,平衡就有1molC生成。
根据反应:A(s)+2B(g)==4C (s)+D(g)
起始: 1 0
平衡: 0.5 1
可得到B的平衡转化率为50%,A对。
B选项,由于体积可变(保持恒压),加入B后,浓度不变,速度也不变。(是不是也可解理加入B后,B浓度不变,但D的浓度减少,平衡右移,对比原平衡,正速率减少,逆速率也减小)。B错。
C选项麻烦点,假设加入的B物质是nmol,其中有一半的B参加反应。根据反应可得:
根据反应:A(s)+2B(g)==4C (s)+D(g)
起始: n 0
变化: 0.25n 0.5n n 0.25n
则反应后的气体质量就是消耗固体0.25n mol A的质量和加入的n molB的质量-n mol 固体C的质量,而气体体积则是B和D的物质的量之和。设A的摩尔质量、B的摩尔质量C的摩尔质量分别为MA、MB、MC。
根据ρ=m/v=0.25nMA+nMB-nMC/(0.5n+0.25n)Vm=0.25MA+MB-MC/0.75Vm
由上式可知,代表加入B的物质的量的n在运算中被约掉了,也就是说,最后气体密度与加入B的多少没有关系。C错。
D选项,由于反应为放热反应,温度升高后,平衡将左移,使得之前“加入1molB时,平衡就有1molC生成”变为“加入1molB时,平衡时C的物质的量就<1mol”。根据数学的关系,取点连线后,图中的θ角要<45º
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