Question

16．在一固定容積的密閉容器中，保持一定溫度，在一定條件下進行以下反應：2A（g）+B（g）?3C（g），已知加入1mol A和2mol B且達到平衡后，生成了a mol C．
（1）達到平衡時，C在反應混合氣中的體積分數是$\frac{100a}{3}$%（用含字母a的代數式表示）．
（2）在相同實驗條件下，若在同一容器中改為加入2mol A和4mol B，達到平衡后，C的物質的量為2amol（用含字母a的代數式表示），此時C在反應混合氣體中的體積分數與原平衡相比不變（選填“增大”“減小”或“不變”）．
（3）在相同實驗條件下，若在同一容器中改為加入2mol A和5mol B，若要求平衡后C在反應混合氣中體積分數仍與原平衡相同，則還應加入1mol C．
（4）在相同實驗條件下，若在同一容器中加入m mol A和、n mol B和p mol C，達平衡后，C的物質的量仍為a mol，除了滿足n=2m之外，還應滿足n+$\frac{1}{3}$p=2（寫一個僅關于n、p的關系式）

Answer 1

分析 （1）先利用反應前后氣體體積不變，求出平衡時混合氣體的總的物質的量，再根據體積分數定義計算；
（2）恒溫恒容，反應前后氣體體積不變，對應物質按相同的比例加入，平衡等效，物質的轉化率相同，平衡時對應組分的含量相同；
（3）體積分數仍與原平衡相同，說明為等效平衡，恒溫恒容，反應前后氣體體積不變，按化學計量數轉化到左邊，A、B的物質的量之比滿足1：2，則與原平衡等效；
（4）達平衡后，C的物質的量仍為a mol，說明為等效平衡，恒溫恒容，按化學計量數轉化到左邊滿足n（A）=1mol、n（B）=2mol．

解答 解：（1）反應前后氣體體積不變，所以平衡時混合氣體的總的物質的量為1mol+2mol=3mol，所以平衡時，C在反應混合氣中的體積分數為$\frac{amol}{3mol}$×100%=$\frac{100a}{3}$%，
故答案為：$\frac{100a}{3}$；
（2）恒溫恒容，反應前后氣體體積不變，加入2molA和4molB，A、B的物質的量之比為1：2，與原平衡相同，為等效平衡，物質的轉化率相同，平衡時對應組分的含量相同，C在反應混合氣中的體積分數不變，C的物質的量變為2amol，
故答案為：2a；不變；
（3）恒溫恒容，反應前后氣體體積不變，按化學計量數轉化到左邊，A、B的物質的量之比滿足1：2，
令加入nmolC，則（2+$\frac{2}{3}$n）mol：（5+$\frac{1}{3}$n）mol=1：2，解得n=1，
故答案為：1；
（4）達平衡后，C的物質的量仍為a mol，說明為等效平衡，恒溫恒容，按化學計量數轉化到左邊滿足n（A）=1mol、n（B）=2mol，則除了滿足n=2m之外，還應滿足的關于n、p的關系式：n+$\frac{1}{3}$p=2，
故答案為：n+$\frac{1}{3}$p=2．

點評 本題考查化學平衡計算及等效平衡，難度中等，理解等效平衡規律：1、恒溫恒容，反應前后氣體體積不等，按化學計量數轉化一邊，對應物質滿足等量；反應前后氣體體積相等，按化學計量數轉化一邊，對應物質滿足等比．2：恒溫恒壓，按化學計量數轉化一邊，對應物質滿足等比．