题目
碳酸钙在体积为V的封闭体系中分解,当分解达到平衡且温度稳定时,若将体积扩大为1.5V,达到平衡后,分解压力()。A. 增加B. 不变C. 减少D. 无法确定
碳酸钙在体积为V的封闭体系中分解,当分解达到平衡且温度稳定时,若将体积扩大为1.5V,达到平衡后,分解压力()。
A. 增加
B. 不变
C. 减少
D. 无法确定
题目解答
答案
B. 不变
解析
考查要点:本题主要考查化学平衡中固体参与的反应平衡及勒沙特列原理的应用,重点在于理解固体物质的浓度对平衡的影响。
解题核心思路:
- 明确反应式:碳酸钙分解反应为 $ \text{CaCO}_3(s) \rightleftharpoons \text{CaO}(s) + \text{CO}_2(g) $,其中固体物质的浓度视为常数。
- 平衡条件分析:在封闭体系中,固体浓度不影响平衡,平衡状态仅由气体产物(CO₂)的分压决定。
- 体积变化的影响:当体积改变时,若反应前后气体物质的量不变(本题中气体物质的量从0变为1 mol),但因固体浓度恒定,CO₂的分压由温度唯一决定,与体积无关。因此,体积变化不会改变分解压力。
破题关键点:
- 固体浓度恒定,反应的平衡常数仅与温度相关,与体积无关。
- 分解压力由温度决定,温度不变则分解压力不变。
反应特性分析
-
反应式:
$\text{CaCO}_3(s) \rightleftharpoons \text{CaO}(s) + \text{CO}_2(g)$
固体(CaCO₃和CaO)的浓度视为常数,平衡常数表达式为:
$K_p = P_{\text{CO}_2}$
其中 $K_p$ 仅与温度有关。 -
体积变化的影响:
- 当体积从 $V$ 扩大为 $1.5V$ 时,若系统中存在气体(CO₂),其分压会因体积增大而降低。
- 但根据平衡常数 $K_p = P_{\text{CO}_2}$,温度不变则 $K_p$ 不变,因此系统会通过调整 CO₂ 的物质的量,使分压恢复原值。
- 固体的存在使得系统无法通过改变物质的量来抵消体积变化,但平衡常数固定,最终分压仍等于原平衡压力。
结论
体积变化不会影响分解压力,因为温度不变时,$K_p$ 不变,分解压力保持不变。