Question

15．Ⅰ恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：A（气）+B（气）?C（气）
（1）若开始时放入1mol A和1mol B，到达平衡后，生成a mol C，这时A的物质的量为（1-a）mol，
（2）若开始时放入3mol A和3mol B，到达平衡后，生成C的物质的量为3amol．
（3）若开始时放入x mol A、2mol B和1mol C，到达平衡后，A和C的物质的量分别是y mol和3a mol，则x=2mol，y=3（1-a）mol．平衡时，B的物质的量（丁）（选填一个编号）．
（甲）大于2mol    （乙）等于2mol
（丙）小于2mol    （丁）可能大于、等于或小于2mol
Ⅱ若维持温度不变，在一个与（Ⅰ）反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应．
（4）开始加入1mol A和1mol B 时A的转化率为m，若开始时加入1mol A和2mol B 时A的转化率为n，则m＜n（“＞”、“＜”、“=”）
（5）开始时放入1　mol A和1mol B到达平衡后生成b mol C．将b与（1）小题中的a进行比较乙选填一个编号）．
（甲）a＜B＜I＞（乙）a＞b    （丙）a=b　  （丁）不能比较a和b的大小．

Answer 1

分析 I．（1）由方程式可知，由方程式可知△n（A）=$\frac{1}{2}$△n（C），平衡时A的物质的量=A的起始物质的量-△n（A）；
（2）恒温恒压下，若开始时放入3mol A和3mol B，与（1）中A、B的物质的量之比均为1：1，则为等效平衡，平衡时反应物的转化率相同；
（3）若开始时放入x mol A，2mol B和1mol C，完全转化到左边满足3mol A和3mol B，与（1）中A、B的物质的量之比均为1：1，则为等效平衡，平衡时反应物的转化率相同，可以得到3amol C，平衡时A、B的物质的量分别为（1）中A、B的3倍，结合a＜1判断；
Ⅱ．（4）恒温恒容下，开始加入1mol A和1mol B 时A的转化率为m，若开始时加入1mol A和2mol B等效为在前面平衡基础上再加入1mol，平衡正向移动；
（5）反应A（g）+B（g）?C（g）是气体体积减少的反应，在恒温恒容容器中，随反应进行压强减小，而在恒温恒压容器中随反应进行，过程中的压强为保持恒压，则本题的容器中的压力小于（1）小题容器中的压力，有利于逆向反应．

解答 解：I．（1）达到平衡后，生成a mol C，则△n（A）=△n（C）=amol，故A的物质的量为1mol-amol=（1-a）mol，故答案为：（1-a）；
（2）恒温恒压下，若开始时放入3mol A和3mol B，与（1）中A、B的物质的量之比均为1：1，则为等效平衡，平衡时反应物的转化率相同，则平衡时生成C为（1）中的3倍，即生成C为3amol，故答案为：3a；
（3）若开始时放入x mol A，2mol B和1mol C，完全转化到左边满足3mol A和3mol B，与（1）中A、B的物质的量之比均为1：1，则为等效平衡，平衡时反应物的转化率相同，可以得到3amol C，1molC转化可以得到1molA、1molB，则x=3-1=2，则平衡时A为3（1-a）mol，平衡时B的物质的量为（1）中B的3倍，即为3（1-a）mol，由于0＜a＜1，故3（1-a）可能大于、等于或小于2，
故答案为：2；3（1-a）；（丁）；
Ⅱ．（4）恒温恒容下，开始加入1mol A和1mol B 时A的转化率为m，若开始时加入1mol A和2mol B等效为在前面平衡基础上再加入1mol，平衡正向移动，A的转化率增大，故m＜n，
故答案为：＜；
（5）在恒温恒压容器中开始时放入1molA和1molB到达平衡后生成amol C；在恒温恒容容器中开始时放入1molA和1molB到达平衡后生成b molC；反应A（g）+B（g）?C（g）是气体体积减少的反应，在恒温恒容容器中，随反应进行压强减小，在恒温恒压容器中随反应进行，过程中的压强为保持恒压，体积减小，所以本题的容器中的压力小于（1）小题容器中的压力，有利于逆向反应，因此平衡后a＞b；
故答案为：乙．

点评 本题考查化学平衡有关计算、等效平衡问题，充分利用各步的隐含条件，依据等效平衡的特征分析是本题的关键，区分恒温恒容容器和恒温恒压容器的不同，难度较大．