Question

如图Ⅰ，在恒压密闭容器M中加入2 mol A和2 mol B，起始时容器体积为V L，发生如下反应并达到化学平衡状态：2 A(?)＋B(?)x C(g)；ΔH＜0

平衡时A、B、C的物质的量之比为1∶3∶4，C的物质的量为 y mol。

⑴根据题中数据计算，x ＝_________、y ＝_________；

⑵如图Ⅱ，在体积为V L的恒容密闭容器N中发生上述反应（其它条件相同），测得反应过程中气体的平均相对分子质量随时间的变化如图Ⅲ（t₀时达平衡），平衡时容器中C的物质的量为z mol。由于反应物A、B的状态未知，则z和y的大小也不确定，请在下表中填入A、B的状态与z、y的大小之间的关系（仿照情形①、可不填满）：

可能的情形	A、B是否为气态	z与y的大小关系	M(B)与M(C)的大小关系 （M表示摩尔质量）
A	B
①	是	不是	z ＝ y	不确定
②
③

Answer

⑴ x ＝2    y ＝1.6       ⑵

是

是

z ＜ y

不确定

不是

是

z ＜ y

M(B)＜M(C)

【解析】（1）考查可逆反应的有关计算，一般采用三段式，即

2 A(?)＋B(?)x C(g)

起始量（mol）            2      2           0

转化量（mol）           2y/x    y/x          y

平衡量（mol）        2－2y/x   2－y/x       y

所以有（2－2y/x）︰（2－y/x）︰y＝1∶3∶4

解得x＝2，y＝1.6

（2）根据图像可知，气体的相对分子质量是增大的。如果AB都是气体，由于正反应是体积减小的，即在反应过程中压强也是减小的，所以Ⅱ中反应物的转化率小于I中反应的转化率，即z ＜ y，而BC的相对分子质量不能确定；如果A不是气体，B是气体，则要满足相对分子质量增加，则M(B)＜M(C)。由于正反应是体积增大的，即在反应过程中压强也是增大的，所以Ⅱ中反应物的转化率小于I中反应的转化率，即z ＜ y。