Question

有甲乙两个容积均为1L的密闭容器，在控制两容器的温度相同且恒定的情况下进行反应：2A（g）+B（g）xC（g），①向甲中通入4molA、2molB，达平衡时测得其中C的体积分数为40%；②向乙中通入1molA、0.5molB和3molC，平衡时测得C的体积分数为W%。试回答：

（1）甲平衡时A的体积分数为       ；

（2）若乙W%=40%，且建立平衡的过程中乙压强有变化 ，则x=      ，乙中建立平衡时压强的变化为    （填“递增”或“递减”）；

（3）若乙W%=40%，且平衡时甲、乙压强不同，则x=    ，平衡时甲的压强    乙的压强（填“大于”或“小于”），乙平衡时c（A）=       ；

（4）若x=4，则W%          40%（填“大于”、“小于”或“等于”，下同）；平衡时乙中的c（A）   甲中的c（A）。

Answer

（1）40%。

（2）2；递增

（3）3；大于；1.8mol/L；

（4）大于；小于

【解析】

试题分析：

（1）设达平衡时B转化了nmol，则2A（g）+B（g）xC（g）

起始量（mol） 4 2 0

转化量（mol） 2n n xn

平衡量（mol） 4-2n 2-n xn

因为C的体积分数为40%，则有xn×100%=40%，解得xn=4-2n

所以A的体积分数为=×100%=40%

（2）若乙中W%=40%，说明在恒温恒容条件下，①和②为等效平衡，建立平衡的过程中乙压强有变化，则按化学计量数转化到左边，满足n（A）=4mol、n（B）=2mol，故1mol+2×3mol/x=4，解得x=2，带入（1）则平衡时A为2mol，B为1mol，C为2mol，所以乙中平衡向逆反应进行，故压强增大；

（3）若乙中W%=40%，说明两个平衡为等效平衡，由于平衡时甲、乙的压强不同，压强不影响平衡，即x=3，则物质的量总和和压强成正比，所以甲的压强大于乙的压强；A、B的起始物质的量之比等于化学计量数之比，故平衡时A、B的体积分数之比为2：1，故平衡时A的体积发生=×（1-40%）=40%，故平衡时A的物质的量=（1mol+0.5mol+3mol）×40%=1.8mol，故平衡时乙中c（A）=1.8mol÷1L=1.8mol/L。

（4）若x=4，乙相当于最初加入了A为1mol+3mol×2/4=2.5mol、B为0.5mol+3mol×1/4=1.25mol，与甲中A、B的物质的量之比相等，进一步等效为在甲的基础上降低压强，平衡向正反应方向移动，所以W%＞40%，则在乙中n（A）＜甲中n（A），所以乙中的c（A）＜甲中的c（A）。

【考点定位】本题主要是考查了化学平衡的计算、等效平衡等

【名师点晴】所谓等效平衡是指外界条件相同时，同一可逆反应只要起始浓度相当，无论经过何种途径，都可以达到相同的平衡状态。等效平衡的判断及处理一般步骤是：进行等效转化——边倒法，即按照反应方程式的计量数之比转化到同一边的量，与题干所给起始投料情况比较。等效平衡一般有三种类型：I类：恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应来说（即△n≠0的体系）：等效转化后，对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同。II类：恒温恒容下对于反应前后气体体积没有变化的反应来说（即△n＝0的体系）：等效转化后，只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等效。III类：恒温恒压下对于气体体系等效转化后，要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等效。解答该类型试题的关键是分清类别，用相应的方法求解即可。