题目内容
20．
在537℃、1.01×105Pa时，往容积可变的密闭容器中充入1mol X和3mol Y，此时容积为V L．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66.7%．当反应达到平衡后，在其他条件不变时，再通入1mol X和3mol Y的混合气体，请在右图中画出正（v正）、逆（v逆）反应速率随时间t变化的示意图．
（2）保持上述温度和压强恒定不变，若向容器中只充入4mol Z，则反应达到平衡时，平衡气体中Y 的体积分数为37.5%，容器的容积为$\frac{4V}{3}$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2mol X和6mol Y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$\frac{4V}{3}$．
（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=1.5mol．
分析 恒压下 X（g）+3Y（g）$\stackrel{\;}{?}$2Z（g），
开始 1 3 0
转化 x 3x 2x
平衡1-x 3-3x 2x
到平衡时，平衡混合气体中Z的体积分数为0.5，
则$\frac{2x}{4-2x}$=0.5，解得x=$\frac{2}{3}$mol，以此结合等效平衡来解答该题．
解答 解：恒压下 X（g）+3Y（g）$\stackrel{\;}{?}$2Z（g），
开始 1 3 0
转化 x 3x 2x
平衡 1-x 3-3x 2x
到平衡时，平衡混合气体中Z的体积分数为0.5，
则$\frac{2x}{4-2x}$=0.5，解得x=$\frac{2}{3}$mol，
（1）X的转化率约为$\frac{\frac{2}{3}mol}{1mol}$×100%=66.7%，在其他条件不变时，再通入1mol X和3mol Y的混合气体，由于压强不变，则速率不变，图象为
，
故答案为：66.7%；，；
（2）保持上述温度和压强恒定不变，若向容器中只充入4molZ，与上述平衡等效，则Y的体积分数为$\frac{3-3×\frac{2}{3}}{4-2×\frac{2}{3}}$×100%=37.5%，
由物质的量与体积成正比可知，设平衡的体积为x，则$\frac{4}{V}=\frac{\frac{8}{3}×2}{x}$，解得x=$\frac{4V}{3}$L，故答案为：37.5%；$\frac{4V}{3}$；
（3）容积固定不变的密闭容器，仍控制温度不变，使2mol X和6mol Y反应，达到平衡时平衡气体中Z的体积分数仍为0.5，
与加入4molZ建立的平衡等效，体积为$\frac{4V}{3}$L，故答案为：$\frac{4V}{3}$；
（4）容器体积保持VL不变（恒容），往其中充入a mol X的b mol Y，使反应达到平衡，这时平衡气体中Z的体积分数仍为0.5，体系压强为1.01×105Pa，若a：b=1：3，则 X（g）+3Y（g）$\stackrel{\;}{?}$2Z（g），
开始 a 3a 0
转化 x 3x 2x
平衡a-x 3a-3x 2x
到平衡时，平衡混合气体中Z的体积分数为0.5，
$\frac{2x}{4a-2x}$=0.5，4a-2x=4mol，
解得a=1.5mol，故答案为：1.5mol．
点评 本题考查化学平衡的计算及等效平衡，为高频考点，侧重于学生的分析、计算能力的考查，注意化学平衡三段法的计算及等效平衡的条件、体积与物质的量的关系即可解答，题目难度较大．
阅读快车系列答案
，分子式为C6H8O6；其中的-OH叫羟基（填官能团名称）．在维生素C溶液中滴入少量蓝色的含有淀粉的碘水，可观察到的现象是蓝色褪去，说明维生素C有还原性（填氧化性或还原性）． 
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工业上，向500℃～600℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁（已知炽热铁屑与氯化氢生成氯化亚铁）．现用如图所示的装置模拟上述过程进行试验．
某校化学小组学生利用如图所列装置进行“铁与水反应”的实验，并进行了其他有关实验．（图中夹持及尾气处理装置均已略去）
| A． | 使用催化剂能加快反应速率 | |
| B． | 压强增大不影响化学反应速率 | |
| C． | 冬天气温低，反应速率降低，对人类危害减小 | |
| D． | 无论外界条件怎样改变，均对此化学反应的速率无影响 |