Question

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________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________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=________mol，y=________mol．

平衡时，B的物质的量________(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

作出此判断的理由是________________________．

(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC，待再次到达平衡后，C的物质的量分数是________________________．

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(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

作出此判断的理由是________________________．

 

Answer 1

答案：
解析：

解析：考查等效平衡的建立及化学平衡的有关计算． (1)由反应式　　　　　A(g)+B(g)C(g) 起始物质的量(mol)　　1　　1　　　　 0 变化的物质的量(mol)　x　　x　　　　 x 平衡时物质的量(mol)　1-x　1-x　　　 x 依题意：x=amol，在此，A的物质的量为(1-a)mol． (2)开始时放入3molA和3molB，要维持温度和压强恒定，可用等效法求解．建立如下模型： 1molA和1molB放入容积为VL的容器Ⅰ中，达到平衡后C为amol．我们把(2)想象成3个容积均为VL的容器中各放入lmolA和1molB，如上图(Ⅱ)，三个容器建立的平衡状态与(Ⅰ)建立的平衡状态完全相同，每个容器中均含有amolC．因此，(2)中达到平衡后有3amolC． (3)由于达到平衡时C的物质的量为3amol，说明所达到的平衡状态与(2)中平衡为同一平衡，则若把C的起始物质的量完全转化为A和B，A和B的物质的量应与(2)中完全相等 　　　　　　　　　　　A(g)+B(g)C(g) 起始物质的量(mol)　　　x　　2　　　　 1 C完全转化为A、B后 的物质的量(mol)　　　　x+1　3　　　　 0 平衡时物质的量(mol)　　y　　3-3a　　　3a 依题意：x+1=3　x=2mol　y=(3-3a)mol 平衡时B的物质的量为(3-3a)mol，其大小与a有关．若3a=1，B的物质的量为2mol；若3a＞1，B的物质的量小于2mol；若3a＜1，B的物质的量大于2mol． (4)在(3)的平衡中，再加入3molC，所达到的平衡状态与(1)、(2)、(3)皆为等效状态，因此，C的物质的量分数为amol/(1mol-amol+lmol-amol+amol)=amol/(2mol-amol)=a/(2-a)． (5)此时温度和容器的容积不变，而(1)中容器的体积缩小，所以(5)中容器相当于在(1)的基础上减小压力，使所给平衡向逆反应移动，故平衡时a＞b． 答案：Ⅰ．(1)(1-a)　(2)3a　(3)2　3-3a(丁) 若3a＞1，B的物质的量小于2mol；若3a=1，B的物质的量等于2mol；若3a＜1，B的物质的量大于2mol (4) Ⅱ．(5)乙　因为(5)小题中容器容积不变，而(1)小题中容器的容积缩小，所以(5)小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，故反应达到平衡后a＞b． 归纳：等效平衡的判断： (1)反应前气体体积之和与反应后气体体积之和不等的可逆反应，如2A(g)+B(g) 2C(g)，恒温、恒容条件下投料相同，即为等效平衡；或恒温、恒压条件下，投料成比例，即为等效平衡． (2)反应前气体体积之和与反应后气体体积之和相等的可逆反应，如A(g)+B(g) 2C(g)，恒温、恒容条件下；或恒温、恒压条件下，两种情况均是投料成比例，即为等效平衡．