Question

13．在某温度下恒容密闭容器中发生如下反应：2A（g）+B（g）?2C（g）．若将2mol A和1mol B反应，测得即将开始和平衡时混合气体的压力分别为3×10⁵Pa和2.2×10⁵Pa，则该条件下A的转化率为多少？压强平衡常数是多少？

Answer 1

分析 令参加反应的A为xmol，则：
          2A（g）+B（g）?2C（g）
开始（mol）：2       1      0
转化（mol）：x      0.5x    x
平衡（mol）：2-x    1-0.5x  x
恒温恒容下，气体的压强之比等于物质的量之比，据此列方程式计算x值，进而计算A的转化率；
物质分压=混合气体总压强×该物质的物质的量分数，计算A、B、C的分压，K_P是用平衡时各组分压强代浓度的平衡常数，代入Kp=$\frac{{p}^{2}（C）}{{p}^{2}（A）×p（B）}$计算．

解答 解：令参加反应的A为xmol，则：
           2A（g）+B（g）?2C（g）
开始（mol）：2      1      0
转化（mol）：x     0.5x    x
平衡（mol）：2-x   1-0.5x  x
恒温恒容下，气体的压强之比等于物质的量之比，则（2+1）mol：（2-x+1-0.5x+x）mol=3×10⁵Pa：2.2×10⁵Pa，解得x=1.6
则A的转化率为$\frac{1.6mol}{2mol}$×100%=80%；
平衡时混合气体为3mol×$\frac{2.2×1{0}^{5}Pa}{3×1{0}^{5}Pa}$=2.2mol，则：
p（A）=2.2×10⁵Pa×$\frac{2mol-1.6mol}{2.2mol}$=$\frac{2}{11}$×10⁵Pa，p（C）=2.2×10⁵Pa×$\frac{1.6mol}{2.2mol}$=$\frac{8}{11}$×10⁵Pa，p（B）=（1-$\frac{2}{11}$-$\frac{8}{11}$）×10⁵Pa=$\frac{1}{11}$×10⁵Pa，
故Kp=$\frac{{p}^{2}（C）}{{p}^{2}（A）×p（B）}$=$\frac{（\frac{8}{11}×1{0}^{5}Pa）^{2}}{（\frac{2}{11}×1{0}^{5}Pa）^{2}×\frac{1}{11}×1{0}^{5}Pa}$=1.76×10^-3Pa，
答：则该条件下A的转化率为80%；压强平衡常数是1.76×10^-3Pa．

点评 本题考查化学平衡的有关计算，难度中等，中学基本不涉及压强平衡常数，关键是计算各物质的分压．