Question

【题目】在一固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行如下反应A(g)+2B(g)3C(g)，已知起始时加入2 mol A(g)和3 mol B(g)，达平衡后，生成a mol C(g)。此时，C(g)在反应混合气体中的体积分数为_____________（用含字母a的代数式表示）。

（1）相同实验条件下，若在同一容器中改为开始加入1 mol A和1.5mol B，达平衡时C的物质的量为________mol（用含字母a的代数式表示）。此时C在反应混合物中的体积分数_____________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（2）相同实验条件下，若在同一容器中改为开始时加入2 mol A和2 mol B，达平衡时，要求C在混合物中体积分数与（1）相同，则开始时还需加入_________mol C，平衡时C的物质的量为_______________mol（用含字母a的代数式表示）。

Answer 1

【答案】a/5a/2不变62a

【解析】

(1)先利用反应前后气体体积不变，求出平衡时混合气体的总的物质的量，再根据体积分数定义计算；
(2)恒温恒容，反应前后气体体积不变，对应物质按相同的比例加入，平衡等效，物质的转化率相同，平衡时对应组分的含量相同；
(3)体积分数仍与原平衡相同，说明为等效平衡，恒温恒容，反应前后气体体积不变，按化学计量数转化到左边，A、B的物质的量之比满足2:3，则与原平衡等效。

(1)反应前后气体体积不变，所以平衡时混合气体的总的物质的量为2mol+3mol=5mol，所以平衡时，C在反应混合气中的体积分数为=。
因此，本题正确答案是：a/5；
(2)恒温恒容，反应前后气体体积不变，加入1 mol A和1.5mol B，A、B的物质的量之比为2:3，与原平衡相同，为等效平衡，物质的转化率相同，平衡时对应组分的含量相同，C在反应混合气中的体积分数不变，C的物质的量变为mol。
因此，本题正确答案是：；不变；
(3)恒温恒容，反应前后气体体积不变，按化学计量数转化到左边，A、B的物质的量之比满足2:3，令加入nmolC，则：=，计算得出n=6。按化学计量数转化到左边，起始量等效于加入4 mol A和6mol B，则平衡时C的物质的量为2a mol，

因此，本题正确答案是：6；2a。