Question

14. 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) ΔH=-192 kJ•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. 若平衡时A气体在两容器中的体积分数相等，则x一定等于y
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=1.2，y=1，N中达到平衡时体积为2 L，含有C 0.4 mol，再通入0.36 mol A时，v(正)＜v(逆)
因为我不能传图，所以只能做如下描述：容器M和N是相连的，之间有隔板I，在N右侧有一个活塞Ⅱ，大家发挥一下imagination吧，谢谢了！

Answer 1

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、若平衡时A气体在两容器中的体积分数相等，则x一定等于y
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=1.2，y=1，N中达到平衡时体积为2 L，含有C 0.4 mol，再通入0.36 mol A时，v（正）＜v（逆）
考点：化学平衡的计算
专题：计算题,化学平衡专题
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，进而表示出A的体积分数，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、根据平衡时C的物质的量，利用三段式计算出平衡时各组分的物质的量，进而计算平衡常数．再通入0.36 molA时，假定平衡不移动，恒温恒压下，体积之比等于物质的量之比，据此计算通入0.36 molA时瞬间体积，再计算各物质的量的浓度，进而计算浓度商，与平衡常数比较，判断平衡移动，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
反应：z     3z        2z
平衡：x-z   y-3z       2z
故平衡时A的体积分数为
x−z
x+y−2z
，A的体积分数始终为定值，则x=y，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=
a
x
，B的转化率=
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
172.8kJ
192kJ
×1mol=0.9mol，故A的转化率为
0.9
x
，故C错误；
D、x=1.2，y=1，N中达到平衡时体积为2 L，含有C 0.4 mol，则：
      A（g）+3B（g）⇌2C（g）
起始：1.2     1
反应：0.2     0.6     0.4
平衡：1       0.4     0.4
故A、B、C的平衡浓度分别为0.5mol/L、0.2mol/L、0.2mol/L，
则平衡常数K=
0．22
0.5×0．23
=10
原平衡体系中，2.0L容器中含有分子物质的量为（1.0+0.4+0．mol=1.8mol，当加入0.36molA，体系瞬间有分子物质的量为（1.8+0.36）mol=2.16mol，N容器恒温、恒压，则容器体积比=气体的物质的量比，即：2.16mol：1.8mol=V：2L，瞬间总体积（V）变为
2.16mol×2L
1.8mol
=2.4L，此时的浓度商Qc=
(
0.4
2.4
)2
1.36
2.4
×(
0.4
2.4
)3
=10.6，Qc＞K，所以，平衡要逆向移动，即v（正）＜v（逆），故D正确；
故选AD．