Question

【題目】已知：T℃、P kpa時，容積為V 的密閉容器中充有1molA和2molB，保持恒溫恒壓使反應達平衡：A（g）+B（g）C（g），平衡時C 的體積分數為40%．
（1）欲保持溫度、壓強在上述條件下不變，在密閉容器中充入2molA和4molB，則平衡時體系容積為 ， C的體積分數為 ．
（2）另取一個容積固定不變的密閉容器，仍控制溫度為T℃，加入1molB和1molC，要使平衡時C 的體積分數仍為40%，則該密閉容器體積為 ．

Answer 1

【答案】
（1） VL；40%
（2） ?VL
【解析】解：恒溫恒壓，使反應：A（g）+B（g） C（g）達到平衡時，C的物質的量分數為40%，（1）溫度和壓強在上述條件下恒定不變，在密閉容器中充入2mol A和2mol B，2mol：2mol=1mol：1mol，平衡等效，平衡時體積分數與原狀態達平衡的體積分數相同， 令轉化的物質的量為a，則：

	A（g）+	B（g）	C（g）
開始（mol）：	1	2	0
變化（mol）	a	a	a
平衡（mol）	1-a	2-a	a

則 ×100%=40%，解得a= mol，故平衡后反應混合物的總的物質的量為3mol﹣ mol= mol，
由于是恒壓過程，起始反應物成比例，所以在容器中充入2molA和4molB和容器中充有1molA和2molB時C的體積分數一樣仍為40%，所以在密閉容器中充入2molA和4molB，則平衡時體系的總物質的量為 mol，由同溫同壓下體積之比等于物質的量之比，則容器的體積VL× mol× = VL，
所以答案是： VL；40%；（2）容積固定不變的密閉容器，仍然控制溫度為T℃，使1molB和1molC反應達到平衡狀態時，假設將C完全轉化為A和B，A為1mol、B為2mol，C的物質的量分數仍然為40%，所以該容器中反應與初始為等效平衡，所以該裝置容器容積與等溫等壓反應達到平衡后容器體積相等，
1molA和2molB在等溫等壓條件下發生反應時，設生成的C的物質的量為xmol，
則存在

	A（g）+	B（g）	C（g）
開始（mol）：	1	2	0
變化（mol）	x	x	X
平衡（mol）	1-x	2-x	x

C的體積分數= =40%，x= ，
等溫等壓下，氣體的物質的量之比等于其體積之比，所以平衡時氣體體積= = VL
， 因為等效平衡，所以等溫等容條件下，該容器容積為 VL，所以答案是： VL．
【考點精析】認真審題，首先需要了解化學平衡的計算(反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%)．