Question

8．Ⅰ．恒溫、恒壓下，在一個可變容積的容器中發(fā)生如下反應：A（g）+B（g）?C（g）
（1）若開始時放入1molA和1molB，到達平衡后，生成amolC，這時A的物質的量為（1-a） mol．
（2）若開始時放入3molA和3molB，到達平衡后，生成C的物質的量為3a mol．
（3）若開始時放入xmolA、2molB和1molC，到達平衡后，A和C的物質的量分別是ymol和3amol，則x=2 mol，y=3（1-a） mol．平衡時，B的物質的量丁 （選擇一個編號）
（甲）大于2mol       （乙）等于2mol
（丙）小于2mol       （�。┛赡艽笥凇⒌扔诨蛐∮�2mol
作出此判斷的理由是平衡時B為3（1-a）mol，由于0＜a＜1，故3（1-a）可能大于、等于或小于2．
（4）若在（3）的平衡混合物中再加入3molC，待再次到達平衡后，C的體積分數(shù)是$\frac{a}{2-a}$．
Ⅱ．若維持溫度不變，在一個與（1）反應前起始體積相同、且容積固定的容器中發(fā)生上述反應．
（5）開始時放入1molA和1molB到達平衡后生成bmolC．將b與（1）小題中的a進行比較乙 （選填一個編號）．
（甲）a＜b         （乙）a＞b
（丙）a=b          （�。┎荒鼙容^a和b的大小．

Answer 1

分析 I．（1）由方程式可知，生成C的物質的量=參加反應A的物質的量，平衡時A的物質的量=A的起始物質的量-參加反應的A的物質的量；
（2）恒溫恒壓下，若開始時放入3mol A和3mol B，與（1）中A、B的物質的量之比均為1：1，則為等效平衡，平衡時反應物的轉化率相同；
（3）若開始時放入x mol A，2mol B和1mol C，完全轉化到左邊滿足3mol A和3mol B，與（1）中A、B的物質的量之比均為1：1，則為等效平衡，平衡時反應物的轉化率相同，可以得到3amol C，平衡時A、B的物質的量分別為（1）中A、B的3倍，結合a＜1判斷；
（4）由（3）分析可知，若在（3）的平衡混合物中再加入3mol C，等效為開始加入6mol A和6mol B，與（1）中平衡為等效平衡，平衡時反應物的轉化率相同，則平衡時C的物質的量分數(shù)與（1）中相同；
Ⅱ．（5）反應A（g）+B（g）?C（g）是氣體體積減少的反應，在恒溫恒容容器中，隨反應進行壓強減小，而在恒溫恒壓容器中隨反應進行，過程中的壓強為保持恒壓，則本題的容器中的壓力小于（1）小題容器中的壓力，有利于逆向反應．

解答 解：I．（1）達到平衡后，生成a mol C，則△n（A）=△n（C）=amol，故A的物質的量為1mol-amol=（1-a）mol，故答案為：（1-a）；
（2）恒溫恒壓下，若開始時放入3mol A和3mol B，與（1）中A、B的物質的量之比均為1：1，則為等效平衡，平衡時反應物的轉化率相同，則平衡時生成C為（1）中的3倍，即生成C為3amol，故答案為：3a；
（3）若開始時放入x mol A，2mol B和1mol C，完全轉化到左邊滿足3mol A和3mol B，與（1）中A、B的物質的量之比均為1：1，則為等效平衡，平衡時反應物的轉化率相同，可以得到3amol C，1molC轉化可以得到1molA、1molB，則x=3-1=2，則平衡時A為3（1-a）mol，平衡時B的物質的量為（1）中B的3倍，即為3（1-a）mol，由于0＜a＜1，故3（1-a）可能大于、等于或小于2，
故答案為：2；3（1-a）；（丁）；平衡時B為3（1-a）mol，由于0＜a＜1，故3（1-a）可能大于、等于或小于2；
（4）由（3）分析可知，若在（3）的平衡混合物中再加入3mol C，等效為開始加入6mol A和6mol B，與（1）中平衡為等效平衡，平衡時反應物的轉化率相同，則平衡時C的物質的量發(fā)生與（1）中相同，即C的物質的量分數(shù)為 $\frac{amol}{（1-a）mol+（1-a）mol+amol}$=$\frac{a}{2-a}$，
故答案為：$\frac{a}{2-a}$；
Ⅱ．（5）在恒溫恒壓容器中開始時放入1molA和1molB到達平衡后生成amol C；在恒溫恒容容器中開始時放入1molA和1molB到達平衡后生成b molC；反應A（g）+B（g）?C（g）是氣體體積減少的反應，在恒溫恒容容器中，隨反應進行壓強減小，在恒溫恒壓容器中隨反應進行，過程中的壓強為保持恒壓，體積減小，所以本題的容器中的壓力小于（1）小題容器中的壓力，有利于逆向反應，因此平衡后a＞b；
故答案為：乙．

點評 本題考查化學平衡有關計算、等效平衡問題，充分利用各步的隱含條件，依據等效平衡的特征分析是本題的關鍵，區(qū)分恒溫恒容容器和恒溫恒壓容器的不同，難度較大．