题目内容
19.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40%;平衡时,气体的总物质的量是5mol.
(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0.5<$\frac{n(X)}{n(Y)}$<5.
分析 (1)与原平衡为等效平衡,各组分的含量与原平衡对应相同,利用三段式解题法计算.根据Z的体积分数为0.4列方程,求解.
(2)根据Z的体积分数为0.4列方程,反应物不能完全反应,平衡时不零,列不等式,联立求解.
解答 解:(1)恒温时,密闭容器中通入2molX(g)和1molY(g) 发生反应达平衡,压强一定时Z的体积分数为0.4.与上述平衡保持同温、同压,且n (X):n (Y)=2:1,
则为等效平衡,Z的体积分数仍为0.4.设消耗Y物质的量为x,
2X(g)+Y(g)?2Z(g),
起始物质的量(mol) 4 2 0
变化物质的量(mol) 2x x 2x
平衡物质的量(mol)4-2x 2-x 2x
则有$\frac{2x}{(4-2x+2-x+2x)}$×100%=40%,解得x=1,
n(总)=4-2x+2-x+2x=6-x=5mol,
故答案为:40%;5mol;
(2)设反应过程中Y的消耗量为y,
2X(g)+Y(g)?2Z(g),
起始物质的量(mol) n(X) n(Y) 0
变化物质的量(mol) 2y y 2y
平衡物质的量(mol)n(X)-2y n(Y)-y 2y
据题意$\frac{2y}{n(X)-2y+n(Y)+2y}$×100%=40%,
解得n(X)+n(Y)=6y…①,且n(X)-2y>0…②,n(Y)-y>0…③,
联立①③解得:n(X)+n(Y)<6n(Y),n(X)<5n(Y);
联立①②得到:n(X)+n(Y)<$\frac{1}{2}$×6n(Y),n(X)>0.5n(Y),
得到:0.5n(Y)<n(X)<5n(Y)
故答案为:0.5<$\frac{n(X)}{n(Y)}$<5.
点评 本题考查等效平衡的计算,题目难度较大,注意准确理解等效平衡的原理和应用.
| A. | 用加入适量铜粉的方法除去Cu(NO3)2溶液中混有的AgNO3 | |
| B. | 用洗气瓶中的NaOH溶液除去CO2中混有的HCl气体 | |
| C. | 向某无色未知溶液中仅加入BaCl2溶液,以检验未知溶液的SO42- | |
| D. | 先后添加酚酞试液、BaCl2溶液,将盐酸、硫酸、硫酸钠、氢氧化钠和硝酸钾五种无色溶液鉴别开 |
| A. | 是吸热反应 | B. | 是放热反应 | ||
| C. | 是熵减小的反应 | D. | 熵增效应大于热效应 |
| A. | 常温下,将铁片置于浓硝酸中:Fe+6HNO3(浓)═Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O | |
| B. | 向氯化铵的稀溶液中加入少量NaOH:NH4++OH-═NH3↑+H2O | |
| C. | 向(NH4)2SO4溶液中加入适量Ba(OH)2:Ba2++SO42-═BaSO4↓ | |
| D. | 向浓硝酸中加入铜片:Cu+4H++2NO3-═Cu2++2NO2↑+2H2O |
| A. | 甲烷一种无色无味的气体 | B. | 甲烷性质稳定,不和其它物质反应 | ||
| C. | 甲烷极难溶解于水 | D. | 甲烷密度比空气的密度小 |