Question

恒温时，在某密闭容器中通入2molA（g）和1molB（g），发生如下反应：2A（g）+B（g）2C（g），压强一定时，测得在平衡时C的体积分数为0.4．
（1）与上述平衡保持同温、同压，另取4molA（g）和2molB（g）达平衡，则C的体积分数为多少？平衡时，气体的总物质的量是多少？
（2）在另一密闭容器中，通入n（A） molA（g）和n（B）molB（g），若保持平衡时C的体积分数仍为0.4，则恒有an（B）＜n（A）＜bn（B），问a、b各为多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）与原平衡为等效平衡，各组分的含量与原平衡对应相同，利用三段式解题法计算．根据C的体积分数为0.4列方程，求解．
（2）根据C的体积分数为0.4列方程，反应物不能完全反应，平衡时不零，列不等式，联立求解．
解答：解：（1）恒温时，密闭容器中通入2molA（g）和1molB（g） 发生反应达平衡，压强一定时C的体积分数为0.4．与上述平衡保持同温、同压，且n （A）：n （B）=2：1，
则为等效平衡，C的体积分数仍为0.4．
                    2A（g）+B（g） 2C（g），
起始物质的量（mol） 4        2                  0
变化物质的量（mol）  2x       x                  2x
平衡物质的量（mol） 4-2x     2-x                2x
则有×100%=40%，解得x=1，
n（总）=4-2x+2-x+2x=6-x=5．
答：C的体积分数为40%，平衡时气体的总物质的量是5mol；
（2）2A（g）+B（g） 2C（g），
起始物质的量（mol）  n（A）      n（B）           0
变化物质的量（mol）   2y          y                2y
平衡物质的量（mol） n（A）-2y    n（B）-y         2y
据题意，
解得n（A）+n（B）=6y…①，且n（A）-2y＞0…②，n（B）-y＞0…③，
联立①②③解得：0.5n（B）＜n（A）＜5n（B），所以有a=0.5，b=5．
答：a、b各为0.5、5．
点评：本题考查等效平衡的计算，题目难度较大，注意准确理解等效平衡的原理和应用．