Question

2．在10L恒容密閉容器中充入X（g）和Y（g），發生反應X（g）+Y（g）═M（g）+N（g），所得實驗數據如下表：

實驗 編號	溫度/℃	起始時物質的量/mol		平衡時物質的量/mol
		n（X）	n（Y）	n（M）
①	700	0.40	0.10	0.090
②	800	0.10	0.40	0.080
③	800	0.20	0.30	a

請計算：
（1）實驗①中，若5min時測得n（M）=0.050mol，則0至5min時間內，用N表示的平均反應速率υ（N）；
（2）實驗②中，該反應的平衡常數K；
（3）實驗③中，達到平衡時，X的轉化率．

Answer 1

分析 （1）根據v=$\frac{△c}{△t}$計算v（M），再利用速率之比等于化學計量數之比計算v（N）；
（2）實驗②中平衡時M為0.08mol，計算平衡時其它組分的物質的量，由于反應中氣體的化學計量數相等，可以用物質的量代替濃度代入平衡常數表達式K=$\frac{c（M）×c（N）}{c（X）×c（Y）}$計算；
（3）溫度不變平衡常數不變，用a表示出平衡時各組分物質的量，再根據平衡常數列方程計算解答．

解答 解：（1）速率之比等于化學計量數之比，則v（N）=v（M）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.05mol}{10L}}{5min}$=1.0×10^-3mol/（L•min），
答：平均反應速率υ（N）=1.0×10^-3mol/（L•min）；
（2）實驗②中平衡時M為0.08mol，則：
            X（g）+Y（g）?M（g）+N（g）
起始（mol）：0.1    0.4     0     0
轉化（mol）：0.08   0.08    0.08   0.08
平衡（mol）：0.02   0.32    0.08   0.08
由于反應中氣體的化學計量數相等，可以用物質的量代替濃度計算平衡常數，故實驗②中，該反應的平衡常數K=$\frac{c（M）×c（N）}{c（X）×c（Y）}$=$\frac{0.08×0.08}{0.02×0.32}$=1，
答：實驗②中，該反應的平衡常數K=1；
（3）溫度不變平衡常數不變，平衡時M為amol，則：
           X（g）+Y（g）?M（g）+N（g）
起始（mol）：0.2   0.3     0    0
轉化（mol）：a      a      a    a
平衡（mol）：0.2-a  0.3-a  a    a
則K=$\frac{a×a}{（0.2-a）×（0.3-a）}$=1，解得a=0.12，實驗③中X的轉化率=$\frac{0.12mol}{0.2mol}$×100%=60%，
答：實驗③中X的轉化率為60%．

點評 本題考查化學平衡計算、化學反應速率、化學平衡常數應用等，難度中等，理解掌握化學平衡常數的用途：1、判斷反應進行的程度，2、判斷反應的熱效應，3、判斷反應進行的方向，4、計算轉化率等．