Question

（6分）如圖所示，當關閉閥門K時，向甲中充入1.5 mol A、3.5 mol B，向乙中充入 3 mol A、7 mol B，起始時，甲、乙體積均為V  L。在相同溫度和有催化劑存在的條件下，兩容器中各自發生下列反應：3A(g)＋2B(g)C(g)＋2D(g)；ΔH<0
達到平衡（Ⅰ）時，V(乙)=0.86V  L。

請回答：
（1）乙中B的轉化率為           ；
（2）甲中D和乙中C的物質的量比較：         （填“相等”、“前者大”、“后者大”）；
（3）打開K，過一段時間重新達平衡（Ⅱ）時，乙的體積為         （用含V的代數式表示，連通管中氣體體積忽略不計。）

Answer 1

（1）20% （2）后者大 （3）0.72V

(1)           3A(g)＋2B(g)C(g)＋2D(g)
起始量（mol）        3       7        0         0
轉化量（mol）        3x     2x        x          2x
平衡量（mol）    3－3x    7－2x       x          2x
則
解得2x＝1.4
所以B轉化率是1.4÷7×100％＝20％
（2）甲是保持等溫等容的，而乙是保持等溫等壓的。又因為反應是體積減小的可逆反應，所以乙中反應物的轉化率高于甲中反應物的轉化率，因此乙中C的物質的量多。
（3）打開K，則相當于是等溫等壓下的可逆反應，因此和原來乙中平衡是等效的。此時消耗B是10.5mol×0.2＝2.1mol，則消耗A是2.1mol÷2×3＝3.15mol，生成C和D分別是1.05mol和2.1mol，如果設平衡時容器的總體積是X，則有

解得X＝1.72VL
所以乙的體積為1.72VL－VL＝0.72V。