Question

13．恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：A（气）+B（气）?C（气）
（1）若开始时放入1mol　A和1mol B，到达平衡后，生成amol　C，这时A的物质的量为1-amol．
（2）若开始时放入3mol　A和3mol　B，到达平衡后，生成C的物质的量为3amol；
（3）若开始时放入xmol　A、2mol　B和1mol　C，到达平衡后，A和C的物质的量分别是y mol和3a mol，则x=2mol，y=3-3amol．平衡时，B的物质的量D（选填一个编号）．
A．大于2 mol   B．等于 2 mol   C．小于 2 mol   D．以上都有可能；作出此判断的理由是化学平衡状态下n（B）=（3-3a）mol，因为0＜a＜1，所以0＜（3-3a）＜3，可能大于、等于或小于2mol．
（4）若在（3）的平衡混合物中再加入3 mol C，待再次达到平衡后，C的物质的量分数是$\frac{a}{2-a}$×100%．

Answer 1

分析 （1）依据化学平衡的三段式计算列式分析计算，
               A（气）+B（气）?C（气）
起始量（mol）   1       1        0
变化量（mol）   a       a        a
平衡量（mol）   1-a     1-a      a
A的物质的量为（1-a）mol；
（2）根据恒温、恒压下放入3molA和3molB，最后达到与（1）相同的平衡分析计算；
（3）恒温、恒压下根据生成的C为3a可知，达到的平衡与起始量加入3molA3molB所达到的平衡是相同的平衡，依据（2）的分析计算得到（3）的X、Y的取值，化学平衡状态下n（B）=（3-3a） mol，据此判断a的取值得到B的物质的量；
（4）再加3molC折算成A和B，相当于6molA和6molB，由于是恒压过程，此时与（1）中的平衡为等效平衡，且是成比例等效，据此可以解题．

解答 解；（1）根据化学平衡三段式列式计算
              A（气）+B（气）?C（气）
起始量（mol）   1       1        0
变化量（mol）   a       a        a
平衡量（mol）   1-a     1-a      a
A的物质的量为（1-a）mol，
故答案为：（1-a）；
（2）若开始时放入3molA和3molB，最后达到与（1）相同的平衡，所以到达平衡后，依据（1）中的计算，生成C的物质的量为3amol，
故答案为：3a；
（3）恒温、恒压下到达平衡后，C的物质的量为3amol，说明和（2）所达到的平衡是相同的平衡，满足A、B起始量分为3mol、3mol，假设反应正向进行
               A（气）+B（气）?C（气）
起始量（mol）    x        2        1
变化量（mol）   3a-1     3a-1     3a-1
平衡量 （mol）   y       3-3a      3a
依据等效平衡，y=3-3a，x=2，
化学平衡状态下n（B）=（3-3a） mol，因为0＜a＜1，所以0＜（3-3a）＜3，可能大于、等于或小于2mol，
故答案为：2；3-3a；D；化学平衡状态下n（B）=（3-3a） mol，因为0＜a＜1，所以0＜（3-3a）＜3，可能大于、等于或小于2mol；
（4）再加3molC折算成A和B，相当于3molA和3molB，由于是恒压过程，此时与（1）中的平衡为等效平衡，且是成比例等效，
　　　　　　　 A（气）+B（气）?C（气）
起始量1（mol）  1      1       0
平衡量1（mol）  1-a    1-a     a
起始量2（mol）  6      6      0
平衡量2（mol） 6-6a   6-6a    6a
C的物质的量分数为$\frac{6a}{6-6a+6-6a+6a}$×100%=$\frac{a}{2-a}$×100%，
故答案为：$\frac{a}{2-a}$×100%．

点评 本题考查了化学平衡的计算，等效平衡的分析应用和判断，充分利用各步的隐含条件，依据等效平衡的特征分析计算是本题的关键，题目难度中等．