一定温度下可逆反应:A(s)+2B(g)2C(g)+D(g);△H>0。现将1molA和2molB加入甲容器中,将4 molC和2 mol D加入乙容器中,此时控制活塞P,使乙的容积为甲的2倍,t1时两容器内均达到平衡状态(如图1所示,隔板K不能移动)。下列说法正确的是
A.保持温度和活塞位置不变,在甲中再加入1 mol A和2 mol B,达到新的平衡后,甲中C的浓度是乙中C的浓度的2倍
B.保持活塞位置不变,升高温度,达到新的平衡后,甲、乙中B的体积分数均增加
C.保持温度不变,移动活塞P,使乙的容积和甲相等,达到新的平衡后,乙中C的体积分数是甲中C的体积分数的2倍
D.保持温度和乙中的压强不变,t2时分别向甲、乙中加入等质量的氦气后,甲、乙中反应速率变化情况分别如图2和图3所示(t1前的反应速率变化已省略)
D
【分析】
根据等效平衡分析,4molC和2molD相当于2molA和4molB,但是乙容器的容积是甲的2倍,即物质的量浓度相同,所以在相同条件下达到相同平衡状态。
【详解】
A.保持温度和活塞位置不变,在甲中再加入1molA和2molB,相当于增大压强,平衡向逆反应反向移动,达到平衡时甲中C的浓度小于原来的2倍,甲中C的浓度小于乙中C的浓度的2倍,A项错误;
B.保持活塞位置不变,升高温度,平衡向逆反应方向移动,甲、乙中B的体积分数减小,B项错误;
C.保持温度不变,移动活塞P,使乙的容积和甲相等,相当于增大乙的压强,平衡向逆反应方向移动,减小甲的压强平衡向正反应方向移动,达到新的平衡后,乙中C的体积分数小于甲中C的体积分数的2倍,C项错误;
D.甲中温度和体积不变充入稀有气体,没有改变气体的浓度,对反应速率没有影响,可以用图2表示,乙中温度和压强不变,充入稀有气体,相当于增大容器体积,气体浓度减小,反应速率减小,生成物的浓度减小的程度大些,化学平衡正向移动,可以用图3表示,D项正确;
答案选D。
【点睛】
本题考查等效平衡及影响平衡的因素等知识。根据等效平衡分析,4mol C和2mol D相当于2mol A和4mol B,但是乙容器的容积是甲的2倍,即物质的量浓度相同,所以在相同条件下达到相同平衡状态,即甲和乙容器此时是等效平衡状态。
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一定温度下,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的SO2和O2,发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。反应过程中测定的部分数据见下表(表中t1<t2),下列说法正确的是
反应时间/min | n(SO2)/mol | n(O2)/mol |
0 | 0.10 | 0.060 |
t1 | 0.012 | |
t2 | 0.016 |
A.反应在0~t1min内的平均速率为v(SO3)=mol/(L·min)
B.保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.10molSO3和0.010molO2,达到平衡时,n(SO2)=0.012mol
C.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(SO2)=0.0070mol·L-1,则反应的ΔH>0
D.相同温度下,起始时向容器中充入0.012molSO2、0.010molO2和0.088molSO3,则反应达到平衡前:v(逆)>v(正)
在3个初始温度均为T℃的密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) (正反应放热)。下列说法正确的是
容器编号 | 容器类型 | 初始体积 | 起始物质的量/mol | 平衡时SO3物质的量/mol | ||
SO2 | O2 | SO3 | ||||
I | 恒温恒容 | 1.0 L | 2 | 1 | 0 | 1.6 |
II | 绝热恒容 | 1.0 L | 2 | 1 | 0 | a |
III | 恒温恒压 | 0.5 L | 0 | 0 | 1 | b |
A.a<1.6
B.b>0.8
C.平衡时v正(SO2):v(I)<v(II)
D.若起始时向容器I中充入1.0 molSO2(g)、0.20 mol O2(g)和4.0molSO3(g),则反应将向正反应方向进行