Question

(10分)、在537℃、1.01×105Pa時，往容積可變的密閉容器中充入1molX和3molY，此時容積為VL。保持恒溫恒壓，發生反應X(g)+ 3Y(g)   2Z(g)，達到平衡時，平衡混合氣體中Z的體積分數為0.5。

（1）達到平衡時，X的轉化率約為                               。

（2）保持上述溫度和壓強恒定不變，若向容器中只充入4molZ，則反應達到平衡時，平衡氣體中Y的體積分數為               ，容器的容積為          L。

（3）若另選一容積固定不變的密閉容器，仍控制溫度不變，使2molX和6molY反應，達到平衡時平衡氣體中Z的體積分數仍為0.5，則該密閉容器的容積為                     

（4）若溫度仍為537℃，容器體積保持VL不變（恒容），往其中充入a mol X的b mol Y，使反應達到平衡，這時平衡氣體中Z的體積分數仍為0.5，體系壓強為1.01×105Pa，若a : b = 1 : 3，則a=                        

 

Answer 1

【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

轉化量（mol）           n     3n          2n

平衡量（mol）       （1－n） （3－3n）    2n

所以根據題意可知

解得n＝2/3

所以轉化率是1÷2/3×100%=66.7%

(2)4molZ相當于是2molX和6molY，由于是恒溫恒壓，所以平衡是等效的，因此Y的體積分數不變，是0.5×3/4＝3/8。根據（1）可知平衡時容器容積是,所以此時容器容積是4V/3。

（3）根據（2）可知，平衡時Z的體積分數也是0.5，而容器容積是4V/3，所以使2molX和6molY反應，達到平衡時平衡氣體中Z的體積分數仍為0.5，則該密閉容器的容積為4V/3。

（4）由于（1）中平衡時容器容積是2V/3，物質的量是8/3mol，而此時平衡時容器容積是V，所以要滿足條件，則必須滿足平衡時容器內氣體的物質的量是。其中Z是2mol，則消耗X和Y分別是1mol和3mol，所以有a－1＋3a－3＋2＝4，解得a＝1.5mol。