Question

(10分)、在537℃、1.01×105Pa时，往容积可变的密闭容器中充入1molX和3molY，此时容积为VL。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                               。

（2）保持上述温度和压强恒定不变，若向容器中只充入4molZ，则反应达到平衡时，平衡气体中Y的体积分数为               ，容器的容积为          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2molX和6molY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                     

（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=                        

Answer

（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

转化量（mol）           n     3n          2n

平衡量（mol）       （1－n） （3－3n）    2n

所以根据题意可知

解得n＝2/3

所以转化率是1÷2/3×100%=66.7%

(2)4molZ相当于是2molX和6molY，由于是恒温恒压，所以平衡是等效的，因此Y的体积分数不变，是0.5×3/4＝3/8。根据（1）可知平衡时容器容积是,所以此时容器容积是4V/3。

（3）根据（2）可知，平衡时Z的体积分数也是0.5，而容器容积是4V/3，所以使2molX和6molY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4V/3。

（4）由于（1）中平衡时容器容积是2V/3，物质的量是8/3mol，而此时平衡时容器容积是V，所以要满足条件，则必须满足平衡时容器内气体的物质的量是。其中Z是2mol，则消耗X和Y分别是1mol和3mol，所以有a－1＋3a－3＋2＝4，解得a＝1.5mol。