【題目】Ⅰ.如圖所示,甲、乙之間的隔板K和活塞F都可左右移動(dòng),甲中充入2molA和1molB,乙中充入2molC和1molHe,此時(shí)K停在0處。在一定條件下發(fā)生可逆反應(yīng):2A(g)+B(g)2C(g);反應(yīng)達(dá)到平衡后,再恢復(fù)至原溫度;卮鹣铝袉栴}:

(1)可根據(jù) _______________現(xiàn)象來判斷甲乙都已達(dá)到平衡狀態(tài)。

(2)達(dá)到平衡時(shí),隔板K最終停留在0刻度左側(cè)a處,則a的取值范圍是___________________。

(3)若達(dá)到平衡時(shí),隔板K最終停留在左側(cè)刻度1處,此時(shí)甲容積為2L,反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)為______________(帶單位)

Ⅱ.若一開始就將K、F如圖固定,其他條件均不變,則達(dá)到平衡時(shí):

(1)測得甲中A的轉(zhuǎn)化率為b,則乙中C的轉(zhuǎn)化率為 _________________ ;

(2)假設(shè)乙、甲兩容器中的壓強(qiáng)比用d表示,則d的取值范圍是 ____________________

【答案】 活塞KF不在移動(dòng) 0<a<2 4L/moL 1-b 4/3<d<3/2

【解析】試題分析:本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算,極限法的使用,化學(xué)平衡的標(biāo)志,恒溫恒容下的等效平衡規(guī)律。

I1)甲、乙之間的隔板K和活塞F都可左右移動(dòng),說明甲乙都是恒壓容器。反應(yīng)2Ag+Bg2Cg是正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),建立平衡的過程中氣體物質(zhì)的量發(fā)生變化,氣體體積發(fā)生變化,隔板K和活塞F發(fā)生移動(dòng),平衡時(shí)氣體物質(zhì)的量不變,隔板K和活塞F不再移動(dòng)。根據(jù)隔板K和活塞F不再移動(dòng)判斷甲乙都已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。

2)用極限法,若甲中AB不反應(yīng),隔板K停留在0刻度;若甲中AB完全反應(yīng)則生成2molC,根據(jù)恒溫恒壓下氣體體積之比等于氣體物質(zhì)的量之比,(2mol+1mol):2mol=6V,V=4則隔板K停留在0刻度左側(cè)2處;由于是可逆反應(yīng)則a的取值范圍2a0。

3若達(dá)到平衡時(shí),隔板K最終停留在左側(cè)刻度1處,設(shè)開始到平衡過程中轉(zhuǎn)化的B的物質(zhì)的量為x,用三段式

2Ag+Bg2Cg

n起始)(mol2 1 0

n轉(zhuǎn)化)(mol2x x 2x

n平衡)(mol2-2x 1-x 2x

根據(jù)恒溫恒壓下氣體的體積之比等于氣體物質(zhì)的量之比列式3:(2-2x+1-x+2x=65解得x=0.5mol,則平衡時(shí)AB、C的物質(zhì)的量依次為1mol、0.5mol、1mol,容積為2L,平衡時(shí)AB、C的物質(zhì)的量濃度依次為0.5mol/L0.25mol/L、0.5mol/L,化學(xué)平衡常數(shù)=c2C/[c2A·cB]=0.5mol/L2/[0.5mol/L20.25mol/L]=4L/mol。

II若一開始就將K、F如圖固定,起始甲乙中氣體物質(zhì)的量都是3mol,則甲乙是恒溫恒容且體積相等的容器。

1乙中平衡的建立可理解成:先在與甲等體積的乙容器中加入2molC達(dá)到平衡,維持溫度容積不變再充入1molHe。乙中加入2molC,采用一邊倒極限換算后為2molA1molB在恒溫恒容時(shí)甲中加入2molA1molB與乙中加入2molC達(dá)到平衡時(shí)互為完全全等的等效平衡,測得甲中A的轉(zhuǎn)化率為b,則乙中C的轉(zhuǎn)化率為1-b;乙恒溫恒容平衡后再加入1molHe,由于各物質(zhì)的濃度沒有發(fā)生變化,化學(xué)平衡不移動(dòng),乙中C的轉(zhuǎn)化率仍為1-b。答案為:1-b。

2)在恒溫恒容容器中壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比。用極限法,若甲中AB沒有反應(yīng),甲中氣體總物質(zhì)的量為3mol乙和甲互為等效平衡,則乙中氣體總物質(zhì)的量為3mol+1mol1molHe=4mol,此時(shí)乙、甲中的壓強(qiáng)比d=4/3;若甲中AB完全反應(yīng),平衡時(shí)甲中氣體總物質(zhì)的量為2mol乙和甲互為等效平衡,則乙中氣體總物質(zhì)的量為2mol+1mol1molHe=3mol,此時(shí)乙、甲中的壓強(qiáng)比d=3/2;則乙、甲兩容器中的壓強(qiáng)比d的取值范圍是4/3<d<3/2。

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