单选题
当可逆反应: 2Cl2(g)+2H2O4HCl(g)+O2(g)+Q达到平衡时,下面()的操作,能使平衡向右移动。
A
增大容器体积
B
减小容器体积
C
加入氧气
D
加入催化剂
答案解析
正确答案:A
解析:
这是一道关于化学平衡移动原理(勒夏特列原理)的经典题目。我们需要分析反应方程式的特征,然后逐一评估各个选项对平衡状态的影响。
### 1. 反应方程式分析
首先,整理并分析给定的可逆反应方程式:
$$2\text{Cl}_2(g) + 2\text{H}_2\text{O}(g) \rightleftharpoons 4\text{HCl}(g) + \text{O}_2(g) + Q$$
*(注:题目中写的是 $H_2O$,在气体反应平衡讨论中,通常默认水为气态参与反应,或者即便视为液态,主要关注气体分子数的变化。根据产物有气体且反应物有气体,我们重点看**气体化学计量数之和**。)*
* **反应物侧气体分子数**:$2 (\text{Cl}_2) + 2 (\text{H}_2\text{O}, \text{若为气态}) = 4$。
* *特别说明*:即使题目隐含水是液态(通常高温下或明确标注g时为气态),反应物气体只有 $2\text{Cl}_2$,系数和为2。但观察选项A和B涉及体积变化,通常这类题目考察的是气体体积改变对压强的影响。让我们仔细看方程式配平:左边 $2\text{Cl}_2$,右边 $4\text{HCl} + 1\text{O}_2$。
* 如果 $\text{H}_2\text{O}$ 是气体:左边气体系数和 $= 2+2=4$;右边气体系数和 $= 4+1=5$。$\Delta n_g = 5 - 4 = 1 > 0$。即正反应是**气体体积增大**的反应。
* 如果 $\text{H}_2\text{O}$ 是液体:左边气体系数和 $= 2$;右边气体系数和 $= 5$。$\Delta n_g = 5 - 2 = 3 > 0$。正反应依然是**气体体积增大**的反应。
* **结论**:无论水的状态如何,该反应的正反应方向都是**气体分子数增加**的方向。
* **热效应**:$+Q$ 表示该反应是**放热反应**($\Delta H < 0$)。
### 2. 选项逐一解析
**A. 增大容器体积**
* **分析**:增大容器体积等同于**减小压强**。
* **原理**:根据勒夏特列原理,减小压强,平衡会向**气体分子数增多**(即气体体积增大)的方向移动,以试图恢复压强。
* **应用**:如前所述,该反应正向是气体分子数增多的方向(右边系数和大)。因此,减压(增大体积)会使平衡**向右移动**。
* **结果**:符合题意。
**B. 减小容器体积**
* **分析**:减小容器体积等同于**增大压强**。
* **原理**:增大压强,平衡会向**气体分子数减少**(即气体体积缩小)的方向移动。
* **应用**:该反应逆向是气体分子数减少的方向。因此,增压(减小体积)会使平衡**向左移动**。
* **结果**:不符合题意。
**C. 加入氧气**
* **分析**:氧气($\text{O}_2$)是生成物。
* **原理**:增加生成物的浓度,平衡会向**逆反应方向**(消耗生成物的方向)移动。
* **应用**:加入 $\text{O}_2$,平衡**向左移动**。
* **结果**:不符合题意。
**D. 加入催化剂**
* **分析**:催化剂的作用是降低活化能。
* **原理**:催化剂能**同等程度**地加快正反应和逆反应的速率。
* **应用**:催化剂只能缩短达到平衡的时间,**不能使平衡发生移动**。
* **结果**:不符合题意。
### 3. 最终结论
只有操作 **A. 增大容器体积**(即减小压强)能使平衡向气体体积增大的方向(向右)移动。
**正确答案:A**
相关知识点:
增大体积平衡右移,可逆反应要记好
题目纠错
化工总控工理论题库
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