Question

甲、乙、丙三个容器中最初存在的物质的量如图所示，三个容器最初的容积相等、温度相同，反应中甲、丙的容积不变，乙中的压强不变，在一定温度下反应达到平衡．下列说法正确的是（ ）

A．平衡时各容器内c（NO₂）的大小顺序为乙＞甲＞丙
B．平衡时N₂O₄的百分含量：乙＞甲=丙
C．平衡时甲中NO₂ 与丙中N₂O₄ 的转化率不可能相同
D．平衡时混合物的平均相对分子质量：甲＞乙＞丙

Answer

甲、乙存在平衡2NO2⇌N2O4，该反应为气体物质的量减小的反应，故甲中压强减小，乙中压强不变，乙中到达的平衡相当于在甲平衡的基础上增大压强，增大压强平衡向正反应移动，平衡时N2O4的百分含量增大；但平衡移动的结果是降低NO2浓度增大，不会消除增大；反应混合气体的总质量不变，总的物质的量减小，混合气体的平衡摩尔质量增大；
丙中存在平衡N2O4⇌2NO2，相当于开始加入2molNO2，与甲为等效平衡，NO2浓度、N2O4的百分含量、混合气体的平衡摩尔质量与甲中相同．平衡时甲、丙中N2O4的物质的量相等，据此计算转化率判断甲中NO2 与丙中N2O4 的转化率是否可能相同．
【解析】
甲、乙存在平衡2NO2⇌N2O4，该反应为气体物质的量减小的反应，故甲中压强减小，乙中压强不变，乙中到达的平衡相当于在甲平衡的基础上增大压强，丙中存在平衡N2O4⇌2NO2，相当于开始加入2molNO2，与甲为等效平衡，
A．甲与丙为完全等效平衡，平衡时NO2浓度的相等，乙中到达的平衡相当于在甲平衡的基础上增大压强，增大压强平衡向正反应移动，但平衡移动的结果是降低NO2浓度增大，不会消除增大，故平衡时容器内c（NO2）的大小顺序为乙＞甲=丙，故A错误；
B．甲与丙为完全等效平衡，平衡时N2O4的百分含量相等，乙中到达的平衡相当于在甲平衡的基础上增大压强，增大压强平衡向正反应移动，平衡时N2O4的百分含量增大，故平衡时N2O4的百分含量：乙＞甲=丙，故B正确；
C．甲与丙为完全等效平衡，平衡时甲、丙中N2O4的物质的量相等，则0.2α=0.1（1-α），解得α=，故平衡时甲中NO2 与丙中N2O4 的转化率可能相同，故C错误；
D．甲与丙为完全等效平衡，平衡时混合气体的平衡摩尔质量相等，乙中到达的平衡相当于在甲平衡的基础上增大压强，增大压强平衡向正反应移动，总的物质的量减小，乙中平均摩尔质量解得，故平衡时混合物的平均相对分子质量：乙＞甲=丙，故D错误；
故选B．