Question

8．如图所示，隔板I固定不动，活塞Ⅱ可自由移动，M、N两个容器中均发生反应：A（g）+3B（g）?2C（g）△H=-192kJ•mol^-1．向M、N中，都通入x mol A和y mol B的混合气体，初始M、N容积相同，保持温度不变．下列说法正确的是（　　）

• A． 平衡时A气体在两容器中体积分数可能相等
• B． 若x：y=1：2，则平衡时，M中的转化率：A＞B
• C． 若x：y=1：3，当M中放出热量172.8 kJ时，A的转化率为90%
• D． 若x=1，y=3，则达到平衡时反应物的转化率N＜M

Answer 1

分析 M容器保持恒容，N容器保持恒压，由于反应前后的气体系数和不等，所以两个平衡态也不一样，
A、让M、N中平衡时A的体积分数一样，那么只能是M或N中，反应前后不论限度多少，A的体积分数始终为定值，假定反应的A为zmol，利用三段式表示平衡时各组分的物质的量据此判断；
B、由于x：y=1：2，即y=2 x，设反应中消耗掉amolA，用a表示参加反应的B的物质的量，表示出转化率，据此比较；
C、题目中热化学方程式的意义为1molA完全反应，放热192 kJ，根据实际放出的热量计算参加反应的A的物质的量，进而表示出转化率进行判断；
D、N容器建立的平衡相当于恒温恒容下建立的平衡减小容器体积，据此确定．

解答 解：M容器保持恒容，N容器保持恒压，由于反应前后的气体系数和不等，所以两个平衡态也不一样，
A、要让M、N中平衡时A的体积分数一样，那么只能是M或N中，反应前后不论限度多少，A的体积分数始终为定值，假定反应的A为zmol，则：
       A（g）+3B（g）?2C（g）
起始：x         y            0
反应：z       3z           2z
平衡：x-z   y-3z          2z
故平衡时A的体积分数为$\frac{x-z}{x+y-2z}$，A的体积分数始终为定值，则x=y，即x=y时，平衡时A气体在两容器中体积分数相等，故A正确；
B、x：y=1：2，即y=2 x，设反应中消耗掉amolA，则：
                  A（g）+3B（g）?2C（g）
初始（mol）：x         2x           0
变化（mol）：a         3a          2a
故A的转化率=$\frac{a}{x}$，B的转化率=$\frac{3a}{2x}$，则平衡时，M中的转化率：A＜B，故B错误；
C、题目中热化学方程式的意义：若1molA完全反应，放热192 kJ，当M中放出热量172.8 kJ时，参加反应的A的物质的量为$\frac{172.8kJ}{192kJ}$×1mol=0.9mol，故A的转化率为$\frac{0.9}{x}$，故C错误；
D、x=1，y=3，由于反应后气体体积减小，N容器建立的平衡相当于恒温恒容下建立的平衡减小容器体积，压强增大，平衡正向移动，达到平衡后的转化率关系为：α（M）＜α（N），故D错误．
故选A．

点评 本题考查化学平衡的计算、平衡常数的计算等，难度较大，注意根据平衡常数判断平衡移动方向．