Question

13．在某溫度下恒容密閉容器中發生如下反應：2A（g）+B（g）?2C（g）．若將2mol A和1mol B反應，測得即將開始和平衡時混合氣體的壓力分別為3×10⁵Pa和2.2×10⁵Pa，則該條件下A的轉化率為多少？壓強平衡常數是多少？

Answer 1

分析 令參加反應的A為xmol，則：
          2A（g）+B（g）?2C（g）
開始（mol）：2       1      0
轉化（mol）：x      0.5x    x
平衡（mol）：2-x    1-0.5x  x
恒溫恒容下，氣體的壓強之比等于物質的量之比，據此列方程式計算x值，進而計算A的轉化率；
物質分壓=混合氣體總壓強×該物質的物質的量分數，計算A、B、C的分壓，K_P是用平衡時各組分壓強代濃度的平衡常數，代入Kp=$\frac{{p}^{2}（C）}{{p}^{2}（A）×p（B）}$計算．

解答 解：令參加反應的A為xmol，則：
           2A（g）+B（g）?2C（g）
開始（mol）：2      1      0
轉化（mol）：x     0.5x    x
平衡（mol）：2-x   1-0.5x  x
恒溫恒容下，氣體的壓強之比等于物質的量之比，則（2+1）mol：（2-x+1-0.5x+x）mol=3×10⁵Pa：2.2×10⁵Pa，解得x=1.6
則A的轉化率為$\frac{1.6mol}{2mol}$×100%=80%；
平衡時混合氣體為3mol×$\frac{2.2×1{0}^{5}Pa}{3×1{0}^{5}Pa}$=2.2mol，則：
p（A）=2.2×10⁵Pa×$\frac{2mol-1.6mol}{2.2mol}$=$\frac{2}{11}$×10⁵Pa，p（C）=2.2×10⁵Pa×$\frac{1.6mol}{2.2mol}$=$\frac{8}{11}$×10⁵Pa，p（B）=（1-$\frac{2}{11}$-$\frac{8}{11}$）×10⁵Pa=$\frac{1}{11}$×10⁵Pa，
故Kp=$\frac{{p}^{2}（C）}{{p}^{2}（A）×p（B）}$=$\frac{（\frac{8}{11}×1{0}^{5}Pa）^{2}}{（\frac{2}{11}×1{0}^{5}Pa）^{2}×\frac{1}{11}×1{0}^{5}Pa}$=1.76×10^-3Pa，
答：則該條件下A的轉化率為80%；壓強平衡常數是1.76×10^-3Pa．

點評 本題考查化學平衡的有關計算，難度中等，中學基本不涉及壓強平衡常數，關鍵是計算各物質的分壓．