Question

如圖所示，隔板Ⅰ固定不動，活塞Ⅱ可自由移動，M、N兩個容器中均發(fā)生反應：A（g）+3B（g）?2C（g）△H=-192kJ?mol^-1．向M、N中，分別通入x mol A和y mol B的混合氣體，初始M、N容積相同，保持溫度不變．下列說法正確的是（　�。�

• A、若平衡時A氣體在兩容器中的體積分數(shù)相等，則x一定等于y
• B、若x：y=1：2，則平衡時，M中的轉(zhuǎn)化率：A＞B
• C、若x：y=1：3，當M中放出熱量172.8 kJ時，A的轉(zhuǎn)化率為90%
• D、若x=1.4，y=1，N中達到平衡時體積為2L，C為0.4mol，則反應起始時N的體積為2.6L

Answer 1

考點：化學平衡的計算

專題：

分析：M容器保持恒容，N容器保持恒壓，由于反應前后的氣體系數(shù)和不等，所以兩個平衡態(tài)也不一樣，
A、讓M、N中平衡時A的體積分數(shù)相等，那么在M或N中，反應前后不論限度多少，A的體積分數(shù)始終為定值，假定反應的A為zmol，利用三段式表示平衡時各組分的物質(zhì)的量，進而表示出A的體積分數(shù)，據(jù)此判斷；
B、由于x：y=1：2，即y=2 x，設(shè)反應中消耗掉amolA，用a表示參加反應的B的物質(zhì)的量，表示出轉(zhuǎn)化率，據(jù)此比較；
C、題目中熱化學方程式的意義為1molA完全反應，放熱192 kJ，根據(jù)實際放出的熱量計算參加反應的A的物質(zhì)的量，進而表示出轉(zhuǎn)化率進行判斷；
D、根據(jù)平衡時C的物質(zhì)的量，利用三段式計算出平衡時各組分的物質(zhì)的量，根據(jù)壓強一定時，物質(zhì)的量之比等于體積比計算．

解答： 解：M容器保持恒容，N容器保持恒壓，由于反應前后的氣體系數(shù)和不等，所以兩個平衡態(tài)也不一樣，
A、讓M、N中平衡時A的體積分數(shù)相等，那么在M或N中，反應前后不論限度多少，A的體積分數(shù)始終為定值，假定反應的A為zmol，則：
     A（g）+3B（g）?2C（g）
起始：x      y
反應：z      3z       2z
平衡：x-z    y-3z     2z
故平衡時A的體積分數(shù)為

x-z

x+y-2z

，A的體積分數(shù)始終為定值，則x=y，故A正確；
B、x：y=1：2，即y=2 x，設(shè)反應中消耗掉amolA，則：
           A（g）+3B（g）?2C（g）
初始（mol）：x     2x       0
變化（mol）：a     3a     2a
故A的轉(zhuǎn)化率=

a

x

，B的轉(zhuǎn)化率=

3a

2x

，則平衡時，M中的轉(zhuǎn)化率：A＜B，故B錯誤；
C、題目中熱化學方程式的意義：若1molA完全反應，放熱192 kJ，當M中放出熱量172.8 kJ時，參加反應的A的物質(zhì)的量為

172.8kJ

192kJ

×1mol=0.9mol，故A的轉(zhuǎn)化率為

0.9

x

，故C錯誤；
D、若x=1.4，y=1，N中達到平衡時體積為2 L，含有C 0.4 mol，則：
      A（g）+3B（g）?2C（g）
起始：1.4    1        0
反應：0.2    0.6     0.4
平衡：1.2    0.4     0.4
故A、B、C的平衡時的物質(zhì)的量分別為1.2mol、0.4mol、0.4mol，則平衡時總物質(zhì)的量為2mol，
根據(jù)壓強一定時，物質(zhì)的量之比等于體積比，設(shè)平衡時體積為VL，則

2.4mol

2mol

=

2L

VL

，所以V=

5

3

L，故D錯誤．
故選A．

點評：本題考查化學平衡的計算、轉(zhuǎn)化率的計算等，難度較大，D選項為易錯點、難點，注意根據(jù)平衡常數(shù)判斷平衡移動方向，A選項中注意數(shù)據(jù)的分析處理．