Question

如圖所示，隔板I固定不動，活塞Ⅱ可自由移動，M、N兩個容器中均發生反應：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的混合氣體，初始M、N容積相同，保持溫度不變。下列說法正確的是

A．若平衡時A氣體在兩容器中的體積分數相等，則x一定等于y

B．若x∶y=1∶2，則平衡時，M中的轉化率：A＞B

C．若x∶y=1∶3，當M中放出熱量172.8 kJ時，A的轉化率為90%

D．若x=1.2，y=1，N中達到平衡時體積為2 L，含有C 0.4 mol，再通入0.36 mol A時，v(正)＜v(逆)

Answer 1

AD

M容器保持恒容，N容器保持恒壓，
由于反應前后的氣體系數和不等，所以兩個平衡態也不一樣。要讓M、N中平衡時A的體積分數一樣，那么只能是M或N中，反應前后不論限度多少，A的體積分數始終為定值。
A(g) + 3B(g) 2C(g)
起始：    x     y
反應：    z     3z        2z
平衡：   x-z    y-3z       2z
，則x=y，故A正確；
x∶y=1∶2，即y=2 x，設反應中消耗掉amol A
A(g) + 3B(g) 2C(g)
n(初始) x     2x         0
△n    a     3a         2a
n(平衡) x-a    2x-3a       2a
A的轉化率=a/x，B的轉化率=3a/2x，則平衡時，M中的轉化率：A＜B，故B錯誤；
C、題目中熱化學方程式的意義：若1mol A完全反應，放熱192 kJ，
選項中：x∶y=1∶3，設反應中消耗掉bmol A
即y=3x，A(g) + 3B(g) 2C(g)   放熱
n(初始) x     3x         0       192x kJ
△n    b     3b         2b      172.8 kJ
即  xmol：192x kJ= b：172.8 kJ，則b="0.9" mol
故A的轉化率= b/ x=0.9/ x，C錯誤；
D、                A(g) + 3B(g) 2C(g)
n(初始)  1.2    1         0
△n    0.2   0.6        0.4
n(平衡)   1   0.4        0.4
則平衡常數K=（0.2 mol/L）²/[0.5 mol/L×（0.2 mol/L）³]=10
原平衡體系中，2.0L容器中含有分子1.0+0.4+0.4＝1.8mol，當加入A，體系瞬間有分子1.8+0.36＝2.16mol。N容器恒溫、恒壓，則容器體積比=氣體的物質的量比，
即：2.16/1.8=V/2，瞬間總體積（V）變為2.16×2.00/1.8=2.4L，所以：
Q=(0.4 mol/2.4L)²/[(1.36 mol/2.4L) ×(0.4 mol/2.4L)³]=10.6
Q＞K，所以，平衡要逆向移動，即v(正)＜v(逆)，故D正確；