Question

已知T ℃、p kPa時，往容積可變的密閉容器中充入2 mol X和1 mol Y，此時容積為V L。保持恒溫恒壓，使反應：2X(g)+Y(g)2Z(g）達到平衡時，Z的體積分數(shù)為0.4。試完成下列有關問題：

（1）使溫度和壓強在上述條件下恒定不變，再往上述密閉容器內充入4 mol Z，則反應達到平衡時，容器的容積為___________________，Z的體積分數(shù)為___________________。

（2）若另選一容積固定不變的密閉容器，仍控制溫度為T ℃，使4 mol X和2 mol Y反應達到平衡狀態(tài)時，Z的體積分數(shù)仍為0.4，則該密閉容器的容積為___________________。

（3）若控制溫度仍為T ℃，另選一容積為V L的固定不變的密閉容器，往其中充入一定量的X和Y，使反應達到平衡，這時Z的體積分數(shù)仍為0.4。則充入的X和Y的物質的量應滿足的關系是：an(Y)＜n(X)＜bn(Y)，其中a為___________________，b為___________________。

Answer 1

(1)2.5V L  0.4  (2) V L

(3)0.5  5

解析：2X(g)  +  Y(g) 2Z(g)

          2            1                0

         2x           x                2x

        2-2x       1-x              2x  (共3-x)

2X(g)  +  Y(g) 2Z(g)

 2            1                 0

 1           0.5               1

 1           0.5               1

 =0.4,x=0.5,2x=1

(1)由于平衡與過程無關，

 2X(g)  +  Y(g)2Z(g)

   2            1               4

  2y           y               2y

2+2y       1+y           4-2y

2X(g)  +  Y(g) 2Z(g)

2              1               4

1            0.5              1

3     +     1.5     +      3=7.5

由相似平衡的原理：兩個平衡中各物質的平衡量的比值相等。

,4y=2,2y=1

根據(jù)阿伏加德羅定律推論得：

V L=2.5V L

(2)2X(g)  +  Y(g) 2Z(g)

     4             2               0

    2z            z               2z

  4-2z         2-z             2z

2X(g)  +  Y(g) 2Z(g)

  4           2                0

  2           1                2

  2    +     1       +      2=5

由相似平衡的原理：兩個平衡中各物質的平衡量的比值相等。

,4z=4,z=1

根據(jù)阿伏加德羅定律推論得：

該容器的體積為：V L。

第(3)小問可用一般推導得出一般式。

   2X(g)  +  Y(g) 2Z(g)

   n(X)        n(Y)             0

    2x           x                2x

n(X)-2x+n(Y)-x+2x=n(X)+n(Y)-x

由于平衡量不能為0，故可得出：