(4分)一定温度下,在三个体积均为1.0L的恒容密闭容器中…——2014 高考化学第 15 题答案解析

2014_江苏卷

2014 江苏 第 15 题 单选题 区分题
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15.(4分)一定温度下,在三个体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生反应: $2 \mathrm { C H } _ { 3 } \mathrm { O H } ~ ( \mathbf { g } )$ $ C H _ { 3 } O C H _ { 3 } ( \mathbf { g } ) + H _ { 2 } O ( \mathbf { g } )$

<table><tr><td rowspan=2 colspan=1>容器编号</td><td rowspan=2 colspan=1>温度(℃)</td><td rowspan=1 colspan=1>起始物质的量(mol)</td><td rowspan=1 colspan=2>平衡物质的量(mol)</td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1> $\mathrm { C H } _ { 3 } \mathrm { O H } \ ( \mathbf { g } )$ </td><td rowspan=1 colspan=1> $\mathrm { C H } _ { 3 } \mathrm { O C H } _ { 3 } \ \mathrm { ( } \mathbf { g ) }$ </td><td rowspan=1 colspan=1> $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ </td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1>I</td><td rowspan=1 colspan=1>387</td><td rowspan=1 colspan=1>0.20</td><td rowspan=1 colspan=1>0.080</td><td rowspan=1 colspan=1>0.080</td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1>ⅡI</td><td rowspan=1 colspan=1>387</td><td rowspan=1 colspan=1>0.40</td><td rowspan=1 colspan=1></td><td rowspan=1 colspan=1></td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1>ⅢII</td><td rowspan=1 colspan=1>207</td><td rowspan=1 colspan=1>0.20</td><td rowspan=1 colspan=1>0.090</td><td rowspan=1 colspan=1>0.090</td></tr></table>

下列说法正确的是(  )

A. 该反应的正反应为放热反应
B. 达到平衡时,容器Ⅰ中的 $\mathrm { C H } _ { 3 } \mathrm { O H }$ 体积分数比容器Ⅱ中的小
C. 容器Ⅰ中反应到达平衡所需时间比容器Ⅲ中的长
D. 若起始时向容器Ⅰ中充入 D.若起始时向容器Ⅰ中充入 $\mathrm { C H } _ { 3 } \mathrm { O H } 0 . 1 \mathrm { m o l }$ $\mathrm { C H } _ { 3 } \mathrm { O C H } _ { 3 } 0 . 1 5 \mathrm { m o l }$ 和 $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O } 0 . 1 0 \mathrm { m o l }$ ,则反应将向正反应方向进行
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【考点】1B:真题集萃;C7:化学平衡建立的过程;CP:化学平衡的计算

【专题】51E:化学平衡专题

【分析】A.根据温度与化学平衡常数的关系确定反应热;

B.该反应是反应前后气体体积不变的反应,温度相同,化学平衡常数相同,反应物的转化率相同;
C.温度越高,反应速率越大,反应时间越短;
D.根据化学平衡常数与浓度商的相对大小判断反应方向,如果浓度商小于平衡常数,则平衡向正反应方向进行【解答】解:A.容器Ⅰ中平衡时 $\mathrm { \texttt { c } ( C H _ { 3 } O C H _ { 3 } ) = c ( H _ { 2 } O ) = \frac { 0 . 0 8 0 m o l } { 1 . 0 L } = 0 . 0 8 0 m o l / L }$ $\begin{array} { r l } { \mathbf { c } } & { { } \mathrm { ( ~ \ C H _ { 3 } O H ~ \mathrm { ~ ) } } } \\ { \mathbf { c } } & { { } \mathrm { ( ~ \ C H _ { 3 } O H ~ \mathrm { ~ ) } } } \end{array} = \frac { 0 . 2 m o l - 0 . 0 8 0 m o l \times 2 } { 1 . 0 L } = 0 . 0 4 \mathrm { { m o l / L } }$ , 容 器 Ⅰ 中 化 学 平 衡 常 数$\mathrm { K } _ { 1 } { = } \frac { 0 . 0 8 { \times } 0 . 0 8 } { 0 . 0 4 { \times } 0 . 0 4 } { = } 4$ , 容 器 Ⅲ 中 平 衡 时 $\mathrm { ~ ~ { ~ \mathsf ~ { ~ c ~ } ~ } ~ } ( \mathrm { ~ ~ { ~ C H _ { 3 } O C H _ { 3 } } ~ } ) = \mathrm { ~ ~ { ~ c ~ } ~ } ( \mathrm { ~ ~ { ~ H _ { 2 } O } ~ } )$ $= \frac { 0 . 0 9 0 m o l } { 1 . 0 L } = 0 . 0 9 0 \mathrm { m o l / L } , ~ \mathrm { ~ c ~ } \left( \mathrm { C H _ { 3 } O H } \right) = \frac { 0 . 2 m o l - 0 . 0 9 0 m o l \times 2 } { 1 . 0 L } = 0 . 0 2 \mathrm { m o l / L }$ ,化学平衡常数 $\mathrm { K } _ { 2 } \mathrm { = } \frac { 0 . 0 9 \times 0 . 0 9 } { 0 . 0 2 \times 0 . 0 2 } \mathrm { = } 2 0 . 2 5 \mathrm { > } 4$ ,所以降低温度,化学平衡常数增大,反应向正反应方向移动,则正反应是放热反应,故A正确;
B.恒容条件下,容器Ⅱ相当于在容器Ⅰ的基础上加压,但由于该反应是反应前后气体体积不变的反应,因此平衡不移动,所以容器Ⅰ中的 $\mathrm { C H } _ { 3 } \mathrm { O H }$ 体积分数和容器Ⅱ中的相等,故 B 错误;
C.容器Ⅰ中的温度比容器 III 的温度高,温度越高反应速率越快,达到平衡所需时间越短,故C 错误;
D $\mathrm { \texttt { c } ( C H _ { 3 } O H ) } = 0 . 1 m o l { L } _ { \texttt { c } } \mathrm { ( } \mathrm { C H _ { 3 } O C H _ { 3 } ~ ) } = 0 . 1 5 \mathrm { m o l } { L } _ { \texttt { c } } \mathrm { ( } \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O ) } = 0 . 1 0 \mathrm { m o l } { \mathrm { L } } _ { \texttt { c } } \mathrm { ( } \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O ) } .$ ,浓度 $\stackrel { } { | \vec { \Xi } | } = { \frac { 0 . 1 \times 0 . 1 5 } { 0 . 1 \times 0 . 1 } } = 1 . 5 { < } 4$ ,平衡向正反应方向移动,故D正确;

故选:AD。

【点评】本题考查了化学平衡常数的有关计算,根据平衡常数公式计算平衡常数,再结合浓度与反应速率的关系、化学平衡常数与浓度商之间的关系来分析解答,注意该反应特点,题目难度中等

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