题目内容

(10分)、在537℃、1.01×105Pa时,往容积可变的密闭容器中充入1molX和3molY,此时容积为VL。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                              

(2)保持上述温度和压强恒定不变,若向容器中只充入4molZ,则反应达到平衡时,平衡气体中Y的体积分数为               ,容器的容积为          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2molX和6molY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                     

(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=                        

 

【答案】

(1)66.7%(2)3/8       4/3V   (3)4/3V   (4)1.5mol

【解析】(1)             X(g)+ 3Y(g)   2Z(g)

起始量(mol)           1      3           0

转化量(mol)           n     3n          2n

平衡量(mol)       (1-n) (3-3n)    2n

所以根据题意可知

解得n=2/3

所以转化率是1÷2/3×100%=66.7%

(2)4molZ相当于是2molX和6molY,由于是恒温恒压,所以平衡是等效的,因此Y的体积分数不变,是0.5×3/4=3/8。根据(1)可知平衡时容器容积是,所以此时容器容积是4V/3。

(3)根据(2)可知,平衡时Z的体积分数也是0.5,而容器容积是4V/3,所以使2molX和6molY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。

(4)由于(1)中平衡时容器容积是2V/3,物质的量是8/3mol,而此时平衡时容器容积是V,所以要满足条件,则必须满足平衡时容器内气体的物质的量是。其中Z是2mol,则消耗X和Y分别是1mol和3mol,所以有a-1+3a-3+2=4,解得a=1.5mol。

 

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