《2025年优化探究同步导学案高中化学选择性必修1人教版》

5. (2022·辽宁卷)某温度下，在$1\ L$恒容密闭容器中$2.0\ mol\ X$发生反应$2X(s)⇌ Y(g) + 2Z(g)$，有关数据如表：

下列说法错误的是 (B)

A.$1\ min$时，$ Z$的浓度大于$0.20\ mol· L^{-1}$
B.$2\ min$时，加入$0.20\ mol\ Z$，此时$v_{ 正}(Z)\lt v_{ 逆}(Z)$
C.$3\ min$时，$ Y$的体积分数约为$33.3\%$
D.$5\ min$时，$ X$的物质的量为$1.4\ mol$

答案： 5.B 反应开始一段时间，随着时间的延长，反应物浓度逐渐减小，产物Z的平均生成速率逐渐减小，则$0\sim1\ min$内Z的平均生成速率大于$0\sim2\ min$内的，故$1\ min$时，Z的浓度大于$0.20\ mol· L^{-1}$，A正确；$4\ min$时生成的Z的物质的量为$0.15\ mol· L^{-1}×4\ min×1\ L=0.6\ mol$，$6\ min$时生成的Z的物质的量为$0.10\ mol· L^{-1}· min^{-1}×6\ min×1\ L=0.6\ mol$，故反应在$4\ min$时已达到平衡，设达到平衡时生成了$a\ mol\ Y$，列三段式：$2 X(s)\rightleftharpoons Y(g)+2 Z(g)$ 初始量/mol 2.0 0 0 转化量/mol $2a$ $a$ $2a$ 平衡量/mol $2.0 - 2a$ $a$ $0.6$ 根据$2a = 0.6$，得$a = 0.3$，则Y的平衡浓度为$0.3\ mol· L^{-1}$，Z的平衡浓度为$0.6\ mol· L^{-1}$，平衡常数$K = c^{2}( Z)· c( Y) = 0.108\ mol^3· L^{-3}$，$2\ min$时Y的浓度为$0.2\ mol· L^{-1}$，Z的浓度为$0.4\ mol· L^{-1}$，加入$0.2\ mol$Z后Z的浓度变为$0.6\ mol· L^{-1}$，$Q = c^{2}( Z)· c( Y) = 0.072\ mol^3· L^{-3}＜ K$，反应正向进行，故$v_{ 正}( Z)＞v_{ 逆}( Z)$，B错误；反应生成的Y与Z的物质的量之比恒等于$1:2$，反应体系中只有Y和Z为气体，相同条件下，体积之比等于物质的量之比，则$\frac{v( Y)}{v( Z)}=\frac{1}{2}$，故Y的体积分数始终约为$33.3\%$，C正确；由B项分析可知$5\ min$时反应处于平衡状态，此时生成Z为$0.6\ mol$，则X的转化量为$0.6\ mol$，初始X的物质的量为$2\ mol$，剩余X的物质的量为$1.4\ mol$，D正确。

6. (2022·浙江6月卷)恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：${2NH_{3}(g)\xlongequal[ 催化剂]{}N_{2}(g) + 3H_{2}(g)}$，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化如下表所示，下列说法不正确的是 (C)


A.实验①，$0～20\ min$，$v{(N_{2})}=1.00× 10^{-5}\ mol· L^{-1}· min^{-1}$
B.实验②，$60\ min$时处于平衡状态，$x\neq 0.40$
C.相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大
D.相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大

答案： 6.C 由表格中数据可知，实验①，$0\sim20\ min$，平均反应速率$v( N_2)=v( NH_3)/2=(2.40 - 2.00)×10^{-3}\ mol· L^{-1}/(20\ min×2)=1.00×10^{-5}\ mol· L^{-1}· min^{-1}$，A项正确；催化剂表面积的大小只影响反应速率，不影响平衡，实验③中氨气初始浓度与实验①中一样，实验③达到平衡时氨气浓度为$4.00×10^{-4}\ mol· L^{-1}$，则实验①达到平衡时氨气浓度也为$4.00×10^{-4}\ mol· L^{-1}$，而恒温恒容条件下，实验②$60\ min$平衡时$x\neq0.40$，B项正确；对比实验①、②可知，增加氨气的浓度，反应速率不变，C项错误；对比实验①、③可知，催化剂表面积增大，反应速率增大，D项正确。