题目内容
在恒温时,向某密闭容器中通入2mol X和1mol Y气体,发生如下反应:
2X(气)+Y(气)2Z(气),压强一定时,测得在平衡时Z的体积分数为0.4。
(1)与上述平衡保持同温、同压,若向密闭容器中通入4mol X(气)、2mol Y(气),达到平衡,则Z的体积分数为 ;平衡时,气体的总物质的量是 。
(2)若向密闭器中通入X(气)和Y(气)的物质的量分别记为n(X)、n(Y),保持容器容积不变,并满足平衡时Z的体积分数为0.4,则n(X)/n(Y)的取值范围为 。
2X(气)+Y(气)2Z(气),压强一定时,测得在平衡时Z的体积分数为0.4。
(1)与上述平衡保持同温、同压,若向密闭容器中通入4mol X(气)、2mol Y(气),达到平衡,则Z的体积分数为 ;平衡时,气体的总物质的量是 。
(2)若向密闭器中通入X(气)和Y(气)的物质的量分别记为n(X)、n(Y),保持容器容积不变,并满足平衡时Z的体积分数为0.4,则n(X)/n(Y)的取值范围为 。
(1)0.4 5mol
(2)2<n(x)/n(y)<5
(2)2<n(x)/n(y)<5
试题分析:(1)同温、同压条件下,充入物质的物质的量比与原平衡时的比值相同,则两个平衡等效。本题中,开始时X、Y的物质的量比是2:1,后来X、Y的物质的量比是4:2=2:1,所以再达平衡与原平衡等效,Z的体积分数仍是0.4;设Y转化xmol,则X转化2xmol,生成Z2xmol,则有2x/(4-2x+2-x+2x)=0.4,解得x=1,所以平衡时气体的总物质的量是4-2x+2-x+2x=5mol;
(2)设n(X)/n(Y)=a,Y转化xmol,根据(1)知平衡时气体总物质的量是n(X)+ n(Y)-x,则Z的体积分数=2x/(n(X)+ n(Y)-x)=0.4,即x/ n(Y)=(a+1)/6,也是Y的转化率。根据(1)的计算得知原平衡中Y的转化率是50%。保持容器的体积不变,与原平衡比压强减小,压强减小,平衡逆向移动,导致Z的体积分数小于0.4,要想保持Z的体积分数仍为0.4,所以需要增大压强,使平衡右移,Y的转化率将大于50%,所以(a+1)/6>50%,解得a>2;又可逆反应中Y的转化率(a+1)/6<1,解得a<5,所以2<a<5。
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