题目

13.（2.0分）【填空题】在298K，100kPa下，反应A(g)+B(g)=C(g)达到平衡时，A的平衡转化率为alpha_(1)，在此条件下加入惰性气体，A的平衡转化率为alpha_(2)，则alpha_(1)____alpha_(2)。（填大于，小于，或等于）

13.（2.0分）【填空题】在298K，100kPa下，反应 $A(g)+B(g)=C(g)$达到平衡时，A的平衡转化率为 $\alpha_{1}$，在此条件下加入惰性气体，A的平衡转化率为 $\alpha_{2}$，则$\alpha_{1}$____$\alpha_{2}$。（填大于，小于，或等于）

题目解答

答案

要解决这个问题，我们需要理解化学平衡和勒夏特列原理（Le Chatelier's Principle）。勒夏特列原理指出，当一个系统处于平衡状态时，如果改变影响平衡的条件（如浓度、压力、温度等），系统会自动调整，以部分抵消这种改变，从而达到新的平衡状态。

问题分析

  1. 初始条件：

    • 反应方程式：$A(g) + B(g) \rightleftharpoons C(g)$
    • 初始条件：298K，100kPa
    • A的平衡转化率为$\alpha_1$

  2. 加入惰性气体：

    • 惰性气体不参与反应，但会增加系统的总压力。
    • 新的平衡条件下，A的平衡转化率为$\alpha_2$

勒夏特列原理的应用

  • 压力变化对平衡的影响：

    • 在恒温条件下，加入惰性气体会增加系统的总压力，但不会改变反应物和生成物的分压比。
    • 对于反应$A(g) + B(g) \rightleftharpoons C(g)$，反应前后气体的总物质的量发生变化（从2摩尔变为1摩尔）。
    • 根据勒夏特列原理，增加总压力会使平衡向气体分子数减少的方向移动，即向生成物方向移动。

  • 分压的影响：

    • 由于惰性气体不参与反应，它不会改变反应物和生成物的分压比。
    • 因此，加入惰性气体后，反应物和生成物的分压比保持不变，平衡位置不会发生移动。

结论

  • 由于加入惰性气体不会改变反应物和生成物的分压比，平衡位置不会发生移动。
  • 因此，A的平衡转化率$\alpha_1$和$\alpha_2$应该相等。

答案

$\alpha_1$ 等于 $\alpha_2$

解析

本题考查化学平衡和勒夏特列原理。解题思路如下：

  1. 首先明确初始条件，反应 $A(g)+B(g)=C(g)$ 在 298K，100kPa 下达到平衡，A 的平衡转化率为 $\alpha_{1}$。
  2. 然后考虑加入惰性气体这一操作，惰性气体不参与反应，但会增加系统的总压力。
  3. 根据勒夏特列原理，在恒温条件下，增加总压力会使平衡向气体分子数减少的方向移动，即向生成物方向移动。
  4. 但是由于惰性气体不参与反应，它不会改变反应物和生成物的分压比。对于反应 $A(g)+B(g)=C(g)$，反应前后气体的总物质的量发生变化（从 2 摩尔变为 1 摩尔），而加入惰性气体后，反应物和生成物的分压比保持不变。
  5. 因为平衡位置不会发生移动，所以 A 的平衡转化率 $\alpha_{1}$ 和 $\alpha_{2}$ 相等。