Question

15．在一个固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行反应：A（g）+B（g）?2C（g）． 已知加入1mol A和2mol B，在达到平衡后生成了a mol C，此时C在平衡混合气体中的体积分数为φ．在相同的实验条件下，回答下列问题：
（1）若往同一容器中加入2mol A、4mol B，达到平衡后，C的物质的量为2amol，此时C在平衡混合气体中的体积分数将等于φ（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（2）若往同一容器中加入了0.5mol C，若要求平衡后C的物质的量为a mol，平衡后C的体积分数仍为φ，则还应往容器中加入A0.75mol，加入B1.75mol．

Answer 1

分析 （1）反应前后气体体积不变，恒温恒容下，往相同容器中加入2molA  4molB，A、B的物质的量之比为1：2，与原平衡相同，为等效平衡，平衡时，转化率不变，各组分含量相同．
（2）平衡后C在反应混合气中的体积分数不变，两平衡等效，反应为前后气体体积不变的反应，按化学计量数转化到左边，满足A、B的物质的量之比为1：2；平衡后C的物质的量为a mol，由于C的体积分数为$\frac{a}{3}$，所以平衡后反应混合物总物质的量为3mol．

解答 解：（1）恒温恒容下，改为加入2molA和4molB，A、B的物质的量之比为1：2，与原平衡相同，反应为前后气体体积不变，所以与原平衡等效，转化率不变，各组分含量不变，C的体积分数不变为φ=$\frac{a}{3}$，所以C的物质的量为$\frac{a}{3}$×（2mol+4mol）=2amol，
故答案为：2amol；等于；
（2）平衡后C在反应混合气中的体积分数不变，两平衡等效，反应为前后气体体积不变的反应，按化学计量数转化到左边，应满足A、B的物质的量之比为1：2．平衡后C的物质的量为a mol，由于C的体积分数为$\frac{a}{3}$，所以平衡后反应混合物总物质的量为3mol．
令还应加入A的物质的量为xmol，加入B的物质的量为ymol，则：（0.25+x）mol：（0.25+y）mol=1：2，且0.5+x+y=3
解得x=0.75，y=1.75．
故答案为：0.75；1.75．

点评 主要考查等效平衡及有关计算，难度中等，理解等效平衡规律：1、恒温恒容，反应前后气体体积不等，按化学计量数转化一边，对应物质满足等量；反应前后气体体积相等，按化学计量数转化一边，对应物质满足对比．2：恒温恒压，按化学计量数转化一边，对应物质满足对比．