Question

在一定溫度下，向一個(gè)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(yīng)，已知：A₂（g）+3B₂（g）

高溫、高壓

催化劑

2AB₃（g），△H=-Q kJ/mol．平衡時(shí)容積內(nèi)氣體壓強(qiáng)為起始時(shí)的80%．
（1）平衡時(shí)容器內(nèi)AB₃的體積分?jǐn)?shù)為

 

．
（2）達(dá)平衡時(shí)，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(yīng)達(dá)平衡時(shí)對AB₃的體積分?jǐn)?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(zhì)的量的A₂、B₂、AB₃，欲使平衡時(shí)AB₃的體積分?jǐn)?shù)為

1

4

，且起始時(shí)反應(yīng)表現(xiàn)為向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則充入A₂的物質(zhì)的量a mol的取值范圍是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,化學(xué)平衡的影響因素

專題：

分析：（1）令平衡時(shí)參加反應(yīng)A₂的物質(zhì)的量為xmol，利用三段式表示出平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量，利用壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，結(jié)合平衡時(shí)容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)為起始時(shí)的80%列方程計(jì)算x的值，進(jìn)而計(jì)算AB₃的體積分?jǐn)?shù)；
（2）根據(jù)（1）計(jì)算可知參加反應(yīng)的n（A₂），結(jié)合熱化學(xué)方程式計(jì)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(dāng)于對原平衡體系減壓，平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行，該措施使AB₃體積分?jǐn)?shù)減小．對原平衡體系降溫，平衡向正反應(yīng)移動，該措施使AB₃體積分?jǐn)?shù)增大．兩措施對AB₃體積分?jǐn)?shù)的影響不一致，導(dǎo)致AB₃體積分?jǐn)?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(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行的條件．

解答： 解：（1）令平衡時(shí)參加反應(yīng)N₂的物質(zhì)的量為xmol，利用三段式表示出平衡時(shí)各組分的物質(zhì)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(shí)容器內(nèi)AB₃的體積分?jǐn)?shù)為

2mol

10mol×80%

×100%=25%，
故答案為：25%；
（2）根據(jù)（1）可知參加反應(yīng)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(dāng)于對原平衡體系減壓，平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行，該措施使AB₃體積分?jǐn)?shù)減�。畬υ�平衡體系降溫，平衡向正反應(yīng)移動，該措施使AB₃體積分?jǐn)?shù)增大，兩措施對AB₃體積分?jǐn)?shù)的影響不一致，導(dǎo)致AB₃體積分?jǐn)?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(dāng)于加入1mol氮?dú)夂?mol氫氣，所以最終平衡狀態(tài)相當(dāng)于題中平衡狀態(tài)進(jìn)行減壓、降溫，減壓時(shí)氨氣的體積分?jǐn)?shù)減小，而降溫時(shí)氨氣的體積分?jǐn)?shù)增大，所以選D，
故答案為：D；通入2molAB₃和1molB₂相當(dāng)于加入1molA₂和4molB₂，所以最終平衡狀態(tài)相當(dāng)于題中平衡狀態(tài)進(jìn)行減壓、降溫，減壓時(shí)AB₃的體積分?jǐn)?shù)減小，而降溫時(shí)AB₃的體積分?jǐn)?shù)增大，所以選D；
（4）達(dá)平衡時(shí)，A₂、B₂、AB₃的量分別為1molA₂、5molB₂、2molAB₃，要使反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則起始的A₂的量應(yīng)大于1mol，由于是恒溫恒容體積不相等反應(yīng)的等效平衡，經(jīng)轉(zhuǎn)化后，所有對應(yīng)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(diǎn)評：本題考查化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)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．