Question

20．已知A和B生成C的反应方程式：2 A_（g）+B_（g）=x C_（g）．甲容器充入2mol A和1mol B，达平衡后，C在平衡混合气中的体积分数为φ、物质的量n₁；乙容器中充入1.4mol A，0.7mol B和0.6mol C，达平衡后C在平衡混合气中的体积数为φ、物质的量为n₂，下列说法正确的是（　　）

• A． 若甲乙两容器均为恒容容器，则x必等于2
• B． 若甲乙两容器均为恒压容器，则x必等于3
• C． 若甲为恒压容器，乙为恒容容器，且x不等于3，则n₁必大于n₂
• D． 若甲为恒容容器，乙为恒压容器，且x等于3，则n₁必大于n₂

Answer 1

分析 A．在恒温恒容下，开始甲容器充入2molA和1molB与开始乙容器中充入 1.4molA，0.7molB 和 0.6molC，达到平衡后，C的体积分数为φ，说明两个平衡为完全等效平衡，按化学计量数转化到左边，应该满足：n（A）=2mol、n（B）=1mol，另外，对于反应前后气体的计量数之和相等的反应，物质的投料呈相同比例时也是等效平衡；
B．若甲、乙两容器为恒压容器下，只要反应物成比例就等效，无论x取什么数，按化学计量数转化到左边，都满足n（A）：n（B）=2：1，所以始终处于等效平衡；
C．若甲为恒压容器、乙为恒容容器，且 x≠3，则x=2时，开始甲容器充入2molA和1molB与开始乙容器中充入 1.4molA，0.7molB 和 0.6molC，达到平衡后，C的体积分数为φ，说明为完全等效平衡，所以n₁=n₂；
D．若甲为恒容容器、乙为恒压容器，且 x=3，则反应前后气体体积相等，气体的物质的量始终不变，所以n₁=3mol，n₂=于1.4mol+0.7mol+0.6molC=2.7mol．

解答 解：A．在恒温恒容下，开始甲容器充入2molA和1molB与开始乙容器中充入 1.4molA，0.7molB 和 0.6molC，达到平衡后，C的体积分数为φ，说明两个平衡为完全等效平衡，按化学计量数转化到左边，应该满足：n（A）=2mol、n（B）=1mol，则：1.4mol+$\frac{0.6}{x}$×2=2mol，解得：x=2，另外，对于反应前后气体的计量数之和相等的反应，物质的投料呈相同比例时也是等效平衡，所以x=3也是正确的，所以x可能为2或3，故A错误；
B．若甲、乙两容器为恒压容器下，只要反应物成比例就等效，开始甲容器充入2molA和1molB与开始乙容器中充入 1.4molA，0.7molB 和 0.6molC，无论x取什么数，按化学计量数转化到左边，都满足n（A）：n（B）=2：1，所以始终处于等效平衡，故B错误；
C．若甲为恒压容器、乙为恒容容器，且 x≠3，则x=2时，开始甲容器充入2molA和1molB与开始乙容器中充入 1.4molA，0.7molB 和 0.6molC，达到平衡后，C的体积分数为φ，说明为完全等效平衡，所以n₁=n₂，故C错误；
D．若甲为恒容容器、乙为恒压容器，且 x=3，则反应前后气体体积相等，气体的物质的量始终不变，所以n₁=3mol，n₂=1.4mol+0.7mol+0.6molC=2.7mol，即n₁必大于n₂，故D正确，
故选：D．

点评 本题考查化学平衡计算，涉及等效平衡问题，关键是对等效平衡规律的理解掌握，难度中等．