Question

16．有a、b两个密闭容器，已知a容器的容积不变，b容器中的活塞可以上下移动，以保持内外压强相等．在相同条件下将3molA，1molB分别同时混合于a、b两容器中，发生反应3A（g）+B（g）?2C（g）+D（g）．回答下列问题：
（1）达平衡时，a中A、C的浓度分别M mol/L和N mol/L，b中A、C的浓度分别为m mol/L和n mol/L，则M＜  m；（填“＞”，“＜”或无法比较）
（2）若将2molC和2molD充入a中，保持温度不变，平衡时C的浓度为Ymol/L，则Y和N之间的关系为
Y＜  N；（填“＞”，“＜”或无法比较）
（3）若将4molC和2molD充入a中，保持温度不变，平衡时A的浓度为W mol/L，则W与M的关系是C
A、W=2M           B、W＜M           C、M＜W＜2M         D、W＞2M
（4）保持温度不变，按下列比例分别充入a，b两容器中，达到平衡后a中C的浓度仍为N mol/L的是④⑤，b中C的浓度仍为n mol/L的是①④⑤．
①6molA+2molB           ②3molA+2molC          ③2molC+1molB+1molD
④2molC+1molD           ⑤1.5molA+0.5molB+1molC+0.5molD．

Answer 1

分析 （1）a保持容积不变，为等容变化，b保持内外压强相等，为等压变化，发生反应3A（g）+B（g）?2C（g）+D（g）是气体物质的量减少的反应，故b相当于在a平衡的基础上加压，平衡右移，平衡移动不能消除A的浓度增大，到达新平衡时的浓度高于原平衡，据此解答；
（2）将2 mol C和2 mol D充入a中相当于开始充入3 mol A+1 mol B，平衡时再充入1mol的D，平衡向消耗C的方向移动，所以C的浓度减少；
（3）若将4molC和2molD充入a中，相当于开始充入6 mol A+2 mol B，压强增大，平衡向右移动，反应物转化率增大，参加反应的A的物质的量大于原平衡的2倍，平衡移动不能消除A的浓度增大，到达新平衡时的浓度高于原平衡；
（4）要想达到平衡后a中C的浓度仍为N mol•L^-1，与原体系是等效平衡，等温等容的条件下，相同物质的投料量相等；等温等压的条件下，相同物质的投料量相等．

解答 解：（1）a保持容积不变，为等容变化，b保持内外压强相等，为等压变化，发生反应3A（g）+B（g）?2C（g）+D（g）是气体物质的量减少的反应，故b相当于在a平衡的基础上加压，平衡右移，平衡移动不能消除A的浓度增大，到达新平衡时的浓度高于原平衡，故b中平衡时A的浓度大于a中A的平衡浓度，即M＜m，故答案为：＜；
（2）将2 mol C和2 mol D充入a中相当于开始充入3 mol A+1 mol B，平衡时再充入1mol的D，平衡向消耗C的方向移动，所以C的浓度减少，所以小于N mol•L^-1，故答案为：＜；
（3）若将4molC和2molD充入a中，相当于开始充入6 mol A+2 mol B，压强增大，平衡向右移动，反应物转化率增大，参加反应的A的物质的量大于原平衡的2倍，平衡时A的浓度小于原平衡的2倍，平衡移动不能消除A的浓度增大，到达新平衡时的浓度高于原平衡，故M＜R＜2M，
故选：C；
（4）保持温度不变，按下列比例分别充入a、b两容器中，达到平衡后a中C的浓度仍为N mol•L^-1，一边倒转化为同一物质，物质的量相同④2molC+1molD ⑤1.5molA+0.5molB+1molC+0.5molD相当于3mol A、1mol B；要想b中C的浓度仍为n mol•L^-1，转化为相同物质的物质的量成比例，①6molA+2molB、④2molC+1molD、⑤1.5molA+0.5molB+1molC+0.5molD转化为A与B的物质的量之比3：1，故选：④⑤；①④⑤．

点评 本题考查化学平衡移动与计算，难度中等，注意利用等效思想设计平衡建立的途径，（1）中A的浓度比较为易错点，学生容易根据平衡移动分析判断a中浓度大，忽略体积的减小，注意根据平衡移动原理或平衡常数理解．