Question

在一定溫度下，向一個容積不變的密閉容器中，通入2mol A₂和8mol B₂及固體催化劑，使之反應，已知：A₂（g）+3B₂（g）

高溫、高壓

催化劑

2AB₃（g），△H=-Q kJ/mol．平衡時容積內氣體壓強為起始時的80%．
（1）平衡時容器內AB₃的體積分數(shù)為

 

．
（2）達平衡時，放出熱量為

 

（填序號）．
A．小于Q kJ           B．等于Q kJ
C．大于Q kJ           D．可能大于或小于或等于Q kJ
（3）在相同的容器中，降低溫度，通入2mol AB₃和1mol B₂及固體催化劑，反應達平衡時對AB₃的體積分數(shù)判斷正確的是

 

（填序號）
A．一定等于

1

4

          B．一定大于

1

4

C．一定小于

1

4

          D．可能大于或小于或等于

1

4

理由是：

 

．
（4）保持同一溫度，在相同容器中，起始通入一定物質的量的A₂、B₂、AB₃，欲使平衡時AB₃的體積分數(shù)為

1

4

，且起始時反應表現(xiàn)為向正反應方向進行，則充入A₂的物質的量a mol的取值范圍是

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,化學平衡的影響因素

專題：

分析：（1）令平衡時參加反應A₂的物質的量為xmol，利用三段式表示出平衡時各組分的物質的量，利用壓強之比等于物質的量之比，結合平衡時容器內氣體壓強為起始時的80%列方程計算x的值，進而計算AB₃的體積分數(shù)；
（2）根據（1）計算可知參加反應的n（A₂），結合熱化學方程式計算放出的熱量；
（3）“2mol AB₃和1mol B₂”等效于“1 mol A₂、4 mol B₂”．在相同容器中，改用“1 molA₂、4 mol B₂”相當于對原平衡體系減壓，平衡向逆反應進行，該措施使AB₃體積分數(shù)減�。畬υ�平衡體系降溫，平衡向正反應移動，該措施使AB₃體積分數(shù)增大．兩措施對AB₃體積分數(shù)的影響不一致，導致AB₃體積分數(shù)可能大于、小于或等于

1

4

；
（4）從等效平衡的角度分析，注意反應向正反應方向進行的條件．

解答： 解：（1）令平衡時參加反應N₂的物質的量為xmol，利用三段式表示出平衡時各組分的物質的量：
              A₂（g）+3B₂（g）

催化劑   .

高溫高壓

2AB₃（g）
開始（mol）：2         8               0
變化（mol）：x        3x              2x
平衡（mol）：2-x      8-3x            2x
所以（2-x+8-3x+2x）=（2+8）×80%
解得x=1，所以平衡時容器內AB₃的體積分數(shù)為

2mol

10mol×80%

×100%=25%，
故答案為：25%；
（2）根據（1）可知參加反應的n（A₂）=1mol，所以放出的熱量為1mol×QkJ?mol^-1=QkJ，故選：B；
（3）“2 mol AB₃、1 mol B₂”等效于“1 mol A₂、4 mol B₂”．在相同容器中，改用“1 mol A₂、4 molB₂”相當于對原平衡體系減壓，平衡向逆反應進行，該措施使AB₃體積分數(shù)減�。畬υ�平衡體系降溫，平衡向正反應移動，該措施使AB₃體積分數(shù)增大，兩措施對AB₃體積分數(shù)的影響不一致，導致AB₃體積分數(shù)可能大于、小于或等于

1

4

；故選D；通入2mol氨氣和1mol氫氣相當于加入1mol氮氣和4mol氫氣，所以最終平衡狀態(tài)相當于題中平衡狀態(tài)進行減壓、降溫，減壓時氨氣的體積分數(shù)減小，而降溫時氨氣的體積分數(shù)增大，所以選D，
故答案為：D；通入2molAB₃和1molB₂相當于加入1molA₂和4molB₂，所以最終平衡狀態(tài)相當于題中平衡狀態(tài)進行減壓、降溫，減壓時AB₃的體積分數(shù)減小，而降溫時AB₃的體積分數(shù)增大，所以選D；
（4）達平衡時，A₂、B₂、AB₃的量分別為1molA₂、5molB₂、2molAB₃，要使反應向正反應方向進行，則起始的A₂的量應大于1mol，由于是恒溫恒容體積不相等反應的等效平衡，經轉化后，所有對應量要相等，故A₂的投入量不能超過2mol，即1mol＜a＜2mol，故答案為：1mol＜a＜2mol．

點評：本題考查化學平衡的有關計算、等效平衡與平衡移動等，難度中等，注意對平衡影響因素的理解．