Question

在537℃、1.01×10⁵Pa时，往容积可变的密闭容器中充入1mol X和3mol Y，此时容积为V L．保持恒温恒压，发生反应X（g）+3Y（g）2Z（g），达到平衡时，平衡混合气体中Z的体积分数为0.5．
（1）达到平衡时，X的转化率约为

66.7%

．
（2）保持上述温度和压强恒定不变，若向容器中只充入4mol Z，则反应达到平衡时，平衡气体中Y 的体积分数为

37.5%

，容器的容积为

4V

3

L．
（3）若另选一容积固定不变的密闭容器，仍控制温度不变，使2mol X和6mol Y反应，达到平衡时平衡气体中Z的体积分数仍为0.5，则该密闭容器的容积为

4V

3

L．
（4）若温度仍为537℃，容器体积保持VL不变（恒容），往其中充入a mol X的b mol Y，使反应达到平衡，这时平衡气体中Z的体积分数仍为0.5，体系压强为1.01×10⁵Pa，若a：b=1：3，则a=

1.5mol

．

Answer 1

分析：恒压下 X（g）+3Y（g）2Z（g），
开始   1      3      0
转化  x       3x     2x
平衡1-x      3-3x    2x
到平衡时，平衡混合气体中Z的体积分数为0.5，
则

2x

4-2x

=0.5，解得x=

2

3

mol，以此结合等效平衡来解答该题．

解答：解：恒压下 X（g）+3Y（g）2Z（g），
开始       1      3      0
转化      x       3x     2x
平衡      1-x     3-3x    2x
到平衡时，平衡混合气体中Z的体积分数为0.5，
则

2x

4-2x

=0.5，解得x=

2

3

mol，
（1）X的转化率约为

2 3 mol

1mol

×100%=66.7%，故答案为：66.7%；
（2）保持上述温度和压强恒定不变，若向容器中只充入4molZ，与上述平衡等效，
则Y的体积分数为

3-3× 2 3

4-2× 2 3

×100%=37.5%，
由物质的量与体积成正比可知，设平衡的体积为x，则

4

V

=

8 3 ×2

x

，解得x=

4V

3

L，故答案为：37.5%；

4V

3

；
（3）容积固定不变的密闭容器，仍控制温度不变，使2mol X和6mol Y反应，达到平衡时平衡气体中Z的体积分数仍为0.5，
与加入4molZ建立的平衡等效，体积为

4V

3

L，故答案为：

4V

3

；
（4）容器体积保持VL不变（恒容），往其中充入a mol X的b mol Y，使反应达到平衡，这时平衡气体中Z的体积分数仍为0.5，体系压强为1.01×10⁵Pa，若a：b=1：3，则  X（g）+3Y（g）2Z（g），
开始  a      3a      0
转化  x       3x     2x
平衡a-x      3a-3x    2x
到平衡时，平衡混合气体中Z的体积分数为0.5，

2x

4a-2x

=0.5，4a-2x=4mol，
解得a=1.5mol，故答案为：1.5mol．

点评：本题考查化学平衡的计算及等效平衡，注意化学平衡三段法的计算及等效平衡的条件、体积与物质的量的关系即可解答，题目难度较大．