Question

8．Ⅰ．恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：A（g）+B（g）?C（g）
（1）若开始时放入1molA和1molB，到达平衡后，生成amolC，这时A的物质的量为（1-a） mol．
（2）若开始时放入3molA和3molB，到达平衡后，生成C的物质的量为3a mol．
（3）若开始时放入xmolA、2molB和1molC，到达平衡后，A和C的物质的量分别是ymol和3amol，则x=2 mol，y=3（1-a） mol．平衡时，B的物质的量丁 （选择一个编号）
（甲）大于2mol       （乙）等于2mol
（丙）小于2mol       （丁）可能大于、等于或小于2mol
作出此判断的理由是平衡时B为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，待再次到达平衡后，C的体积分数是$\frac{a}{2-a}$．
Ⅱ．若维持温度不变，在一个与（1）反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应．
（5）开始时放入1molA和1molB到达平衡后生成bmolC．将b与（1）小题中的a进行比较乙 （选填一个编号）．
（甲）a＜b         （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，生成C的物质的量=参加反应A的物质的量，平衡时A的物质的量=A的起始物质的量-参加反应的A的物质的量；
（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；
（4）由（3）分析可知，若在（3）的平衡混合物中再加入3mol C，等效为开始加入6mol A和6mol B，与（1）中平衡为等效平衡，平衡时反应物的转化率相同，则平衡时C的物质的量分数与（1）中相同；
Ⅱ．（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）；平衡时B为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，等效为开始加入6mol A和6mol B，与（1）中平衡为等效平衡，平衡时反应物的转化率相同，则平衡时C的物质的量发生与（1）中相同，即C的物质的量分数为 $\frac{amol}{（1-a）mol+（1-a）mol+amol}$=$\frac{a}{2-a}$，
故答案为：$\frac{a}{2-a}$；
Ⅱ．（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．