题目内容

18．在一固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下发生以下反应：2A（g）+B（g）?3C（g）．已知加入1mol A和2mol B且达到平衡后，生成了a mol C．
（1）达到平衡时，C在反应混合气中的体积分数是$\frac{a}{3}$（用含a的代数式表示）．
（2）在相同的实验条件下，若在同一容器中改为加入2mol A 和4mol B，达到平衡后，C的物质的量为2amol（用含a的代数式表示）．此时C在反应混合气中的体积分数与原平衡相比不变（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2mol A和5molB，若要求平衡后C在反应混合气中的体积分数仍与原平衡相同，则还应加入1 mol C．此时A的转化率与原平衡比较减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．

分析 （1）反应前后气体物质的量不变，故平衡后混合气体总物质的量为3mol，进而计算C的体积分数；
（2）反应前后气体体积不变，恒温恒容下，往相同容器中加入2molA 4molB，A、B的物质的量之比为1：2，与原平衡相同，为等效平衡，平衡时，转化率不变，各组分含量相同；
（3）平衡后C在反应混合气中的体积分数不变，两平衡等效，反应为前后气体体积不变的反应，按化学计量数转化到左边，满足A、B的物质的量之比为1：2即可；
平衡时相同组分的含量相同，设原平衡中A转化率为x，该平衡中A的转化率为y，表示出平衡时A的含量，利用平衡时A的含量相等进行解答．

解答 解：（1）反应前后气体物质的量不变，故平衡后混合气体总物质的量为3mol，达到平衡后生成了a mol C，故C的体积分数为$\frac{amol}{3mol}$=$\frac{a}{3}$，故答案为：$\frac{a}{3}$；
（2）恒温恒容下，改为加入2molA和4molB，A、B的物质的量之比为1：2，与原平衡相同，反应为前后气体体积不变，所以与原平衡等效，转化率不变，各组分含量不变，所以C的物质的量为$\frac{a}{3}$×（2mol+4mol）=2amol，故答案为：2amol；不变；
（3）平衡后C在反应混合气中的体积分数不变，两平衡等效，反应为前后气体体积不变的反应，按化学计量数转化到左边，应满足A、B的物质的量之比为1：2，令还应加入C的物质的量为nmol，则（2+$\frac{2}{3}$n）mol：（5+$\frac{1}{3}$n）mol=1：2，解得n=1；
平衡时相同组分的含量相同，设原平衡中A转化率为x，该平衡中A的转化率为y，则$\frac{1-x}{3}$=$\frac{2（1-y）}{8}$=$\frac{1-y}{4}$，整理可得4×$\frac{x}{y}$=$\frac{1}{y}$+3，由于y＜1，则$\frac{x}{y}$＞1，则y＜x，故A的转化率与原平衡比较减小，
故答案为：1；减小．

点评 本题主要考查等效平衡及有关计算，难度较大，理解等效平衡规律：1、恒温恒容，反应前后气体体积不等，按化学计量数转化一边，对应物质满足等量；反应前后气体体积相等，按化学计量数转化一边，对应物质满足对比．2：恒温恒压，按化学计量数转化一边，对应物质满足对比．

练习册系列答案
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13．对金属铝的生产、氯碱工业和金属钠的生产的三个工业生产的描述正确的是（　　）
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