题目内容
【题目】图中,P为一可自由滑动的活塞,关闭K,分别向容器A、B中各充入1mol X、1mol Y,起始时,VA=a L,VB=0.8a L(连通管的体积忽略不计),在相同温度和有催化剂存在的条件下,两容器中各自发生下述反应:3X(g)+3Y(g)2Z(g)+2W(g),达平衡时,VB=0.6a L.回答下列问题:
(1)达到平衡时B中X的转化率为 .
(2)平衡时A、B中混合气体的平均相对分子质量的关系是:MAMB(填“>”、“=”或“<”).
(3)打开K,一段时间后反应再次达到平衡,则B的体积为L.
【答案】
(1)75%
(2)小于
(3)0.2a
【解析】解:(1)B为恒温恒压,反应前后体积之比等于物质的量之比,令平衡后B中混合气体的物质的量为n,则:0.8aL:0.6aL=2mol:n,解答n=1.5mol,
3X(g)+ | 3Y(g) | 2Z(g)+ | 2W(g) | ||
开始: | 1mol | 1mol | 0 | 0 | |
转化: | xmol | xmol |
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| |
平衡: | (1﹣x)mol | (1﹣x)mol |
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所以:(1﹣x)mol+(1﹣x)mol+ xmol+
xmol=1.5mol,
解得x=0.75,
B中X的转化率为 ×100%=75%;
所以答案是:75%;(2)A为恒温恒容条件,B为恒温恒压条件,B容器体积减小,压强增大,平衡正向进行,气体物质的量减小,混合气体质量不变,根据M= 判断得MA<MB ,
所以答案是:小于;(3)打开K达到平衡时,混合气体压强应该与第一次平衡时B的压强相同,该反应是在等温等压条件下进行的反应,AB中反应开始物质的量是4mol,等温等压下,气体的物质的量之比等于体积之比,则打开K时达到平衡状态容器体积应该是原来B容器体积的2倍,为1.2aL,因为VA=a L,则B的体积=1.2aL﹣aL,
所以答案是:0.2a.
【考点精析】关于本题考查的化学平衡的计算,需要了解反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%;产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%才能得出正确答案.
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