Question

【题目】如图所示，当关闭阀门K时，向甲中充入1.5 mol A、3.5 mol B，向乙中充入3 mol A、7 mol B，起始时，甲、乙体积均为V L。在相同温度和有催化剂存在的条件下，两容器中各自发生下列反应：3A(g)+ 2B(g)C(g)＋2D(g)；ΔH<0达到平衡(Ⅰ)时，V(乙)=0.86V L。请回答：

(1)乙中B的转化率为______________；

(2)甲中D和乙中C的物质的量比较：__________(填“相等”、“前者大”、“后者大”)；

(3)打开K，过一段时间重新达平衡(Ⅱ)时，乙的体积为________(用含V的代数式表示，连通管中气体体积忽略不计)。

Answer 1

【答案】（6分）

（1）20%（2分） （2）后者大 （2分） （3）0.29V（2分）

【解析】

试题（1）设到达平衡时乙容器中B的物质的量减少xmol，

3A(g)+ 2B(g)C(g)＋2D(g)

开始（mol） 3 7

消耗（mol） 1.5x x 0.5x x

平衡（mol） 3-1.5x 7-x 0.5x x

根据恒温恒压下，气体的体积之比等于物质的量之比，则（3-1.5x+7-x+0.5x+x）/(3+7)=0.86V/V，解得x=1.4,则B的转化率是1.4mol/7mol×100%=20%;

（2）甲是恒温恒容条件，达平衡时压强减小，若乙与甲的浓度相同时，以为乙是恒温恒压条件，所以甲需增大压强到达乙的平衡状态，而增大压强，平衡正向移动，恒压下的C、D的物质的量都比恒温下的C、D的物质的量多；而实际乙容器中的浓度是甲的2倍，所以乙中C、D的物质的量比甲容器中C、D物质的量的2倍还多，甲容器中，D物质的量是C的2倍，所以乙中C的物质的量比甲中C的2倍还多，也即比甲中的D的物质的量大，所以甲中D和乙中C的物质的量比较，后者大；

（3）打开K，整体是恒温恒压条件，此时A的物质的量是4.5mol，B的物质的量是10.5mol，与乙容器中的A：3mol，B：7mol对应成比例，整体容器的各物质的物质的量是原来乙容器的1.5倍，所以达到的新平衡与乙容器达到的平衡是等效平衡，总体积是原平衡时乙容器的1.5倍，即新平衡时容器的总体积是0.86VL×1.5=1.29VL，甲容器的体积是VL，所以此时乙容器的体积是1.29V-V=0.29VL。