Question

如下图所示，将6 mol X和3 mol Y混合气体置于体积可变的等压容器中，在一定温度下发生如下反应：2X（g）+Y(g) 2Z(g)，反应达到平衡状态A时，测得气体总物质的量为6.6 mol。若X、Y、Z的起始物质的量分别用a、b、c表示，请回答下列问题：?

（1）达平衡状态A时，Y的转化率为________，向达到平衡状态A的容器中通入少量Y，体系中X的体积分数_________（填“增大”或“减小”或“不变”）。?

（2）若起始时a=3.2 mol，且达到平衡后各气体的体积分数与平衡状态A相同，则起始时b、c的取值分别为_________。?

（3）若要使反应开始时向逆反应方向进行，且达到平衡后各气体的物质的量与平衡状态A相同，则起始时c的取值范围是_________。

Answer 1

（1）80%　减小?

（2）b=1.6 mol，c为任意值?

(3)4.8 mol＜c≤6mol?

解析：（1）设有2a mol的X参加反应，则有?

                      2X   +     Y           2Z?

反应前：       6 mol       3 mol             0

转化了：       2a mol     a mol             2a mol?

反应后：(6-2a) mol      (3-a) mol 2a mol?

已知：（6-2a）+(3-a)+2a=6.6?

化简：9-a=6.6　得a=2.4?

所以Y的转化率=×100%=80%?

另：通入少量Y后，根据勒夏特列原理，平衡向正反应方向移动，必然消耗一定量的X气体。又根据外界影响占主要，平衡移动占次要，反应后混合气体的体积必然要比原平衡态大。因此X的体积分数=必然减小。

（2）只需让a∶b保持原来的比例2∶1，而c的值则是任意值，因为无论c为多大都相当于加入2份X和1份Y。

（3）通过（1）计算知达平衡时n（X）=1.2 mol，n（Y）=0.6 mol, n(Z)=4.8 mol，因此只需让c＞4.8 mol平衡即可向逆反应方向进行。而要使达到平衡后各气体的物质的量与平衡状态A相同，必有c≤6 mol。