Question

Ⅰ、在10℃和4×10⁵Pa的条件下，当反应aA（g）?dD（g）+eE（g）建立平衡后，维持温度不变，逐步增大体系的压强，在不同压强下该反应建立平衡后，物质D的浓度见下表（在增大压强的过程中无其它副反应发生）：

压强（Pa）	4×105	6×105	1×106	2×106
D的浓度（mol/L）	0.085	0.126	0.200	0.440

①压强从4×10⁵Pa增加到6×10⁵ Pa时平衡应向______反应方向移动（填“正”或“逆”，下同），理由是______．
②压强从1×10⁶ Pa 增加到2×10⁶ Pa时，平衡向______反应方向移动．此时平衡向该方向移动的两个必要条件是______；______．
Ⅱ、在10℃和1.01×10⁵Pa的条件下，往容积可变的密闭容器中充入a molA和b molB，当反应2A（g）+B（g）?D（g）+E（s）建立平衡后，气体密度不变，已知各物质的摩尔质量分别为A18、B46、D42、E40，则a：b为______．
Ⅲ、已知T℃、P kPa时，往容积可变的密闭容器中充入2mol X和1mol Y，此时容积为V L．保持恒温恒压，使反应：2X（g）+Y（g）?2Z（g）达到平衡时，Z的体积分数为0.4．若控制温度仍为T℃，另选一容积为V L的固定不变的密闭容器，往其中充入一定量的X和Y，使反应达到平衡，这时Z的体积分数仍为0.4．则充入的X和Y的物质的量应满足的关系是：a n（Y）＜n（X）＜b n（Y），则a为______．

Answer 1

【答案】分析：Ⅰ、①压强从4×10⁵Pa增加到6×10⁵ Pa时，D的浓度应变化为0.085mol/L的1.5倍即为0.1275mol/L，而图表中变化为0.126mol/L，说明平衡逆向进行；
②压强从1×10⁶ Pa 增加到2×10⁶ Pa时，D的浓度应变化为0.2mol/L的2倍即0.4mol/L，而图表中D的浓度为0.44mol/L，说明平衡正向进行；根据①可知反应是气体体积增大的反应，所以此时E加压变为液体或固体，a＞d时，才能在加压条件下向正向进行；
Ⅱ往容积可变的密闭容器中充入a molA和b molB，当反应2A（g）+B（g）?D（g）+E（s）建立平衡后，气体密度不变，已知各物质的摩尔质量（单位：g?mol^-1）分别为A18、B46、D42、E40，设反应中消耗B物质的量为x，反应过程中压强不变，密度不变，说明气体质量之比等于气体物质的量之比；依据化学平衡的三段式计算得到：
Ⅲ、依据恒温恒压条件和恒温恒容条件下达到相同的平衡，结合化学平衡的三段式列式得到金属关系，根据极端假设法进行讨论：计算得到起始量的物质的量之比．
解答：解：Ⅰ、①压强从4×10⁵Pa增加到6×10⁵ Pa时，D的浓度应变化为0.085mol/L的1.5倍即为0.1275mol/L，而图表中变化为0.126mol/L，说明平衡逆向进行，
故答案为：逆；加压时生成物D浓度增大的倍数小于压强增大的倍数；
②压强从1×10⁶ Pa 增加到2×10⁶ Pa时，D的浓度应变化为0.2mol/L的2倍即0.4mol/L，而图表中D的浓度为0.44mol/L，说明平衡正向进行；根据①可知反应是气体体积增大的反应，所以此时E加压变为液体或固体，a＞d时，才能在加压条件下向正向进行，
故答案为：正；a＞d；生成物E在该条件下的状态为非气态；
Ⅱ往容积可变的密闭容器中充入a molA和b molB，当反应2A（g）+B（g）?D（g）+E（s）建立平衡后，气体密度不变，已知各物质的摩尔质量（单位：g?mol^-1）分别为A18、B46、D42、E40，设反应中消耗B物质的量为x，依据化学平衡的三段式计算得到：
            2A（g）+B（g）?D（g）+E（s）
起始量（mol） a     b       0      0
变化量（mol） 2x    x       x      x
平衡量（mol） a-2x b-x      x      x
反应过程中压强不变，密度不变，说明气体质量之比等于气体物质的量之比；
=
假设18a+46b=m，代入上式化简得到：m=20（a+b）
18a+46b=20a+20b
得到a：b=13：1，故答案为：13：1；
Ⅲ、设起始时，X和Y的物质的量分别为n（X）和n（Y），发生转化的Y的物质的量为x，则                  
           2X（g）+Y（g）=2Z（g）
起始/mol：n（X）   n（Y）    0
转化/mol：2x        x      2x
平衡/mol：n（X）-2x  n（Y）-x   2x
根据“平衡混合气体中Z的体积分数仍为0.4”列等式：
解得n（X）+n（Y）=6x     ①
下面用极端假设法进行讨论：
若X完全转化，则生成的Z为：
2x=n（X） ②
由①②两式得：2n（X）=n（Y）
若Y完全转化，则生成的Z为：
2x=2n（Y） ③
由①③两式得：n（X）=5n（Y）
综上所述：＜＜5，
则a=0.5，故答案为：0.5．
点评：本题考查了化学平衡的条件改变，平衡移动方向的判断方法应用，平衡特征的计算应用，等效平衡的分析判断，理解条件改变对平衡的影响，注意改变压强对物质浓度的影响判断和平衡对物质浓度的影响判断，化学平衡的三段式计算是解题关键，题目难度较大．