Question

在537℃、1.01×10⁵ Pa時，往容積可變的密閉容器中充入1 mol X和3 mol Y，此時容積為V L。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4 mol Z，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2 mol X和6 mol Y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1.01×10⁵ Pa，若a: b = 1: 3，則a =         。

Answer 1

（每空2分，共10分）

（1）66.7%

（2）0.375，

（3）

（4）a = 1.5mol

解析:

（1）            X(g)+3Y(g)2Z(g)

         起始量(mol)    1    3        0

         變化量(mol)    a    3a      2a

         平衡量(mol)  1-a   3-3a      2a

2a/(4-2a)=0.5，a=0.667mol，X的轉化率為66.7%，此時Y占(3- a)/(4-2a)=37.5%，平衡時混合氣體共為mol，結合阿伏加德羅定律的推論知，平衡混合氣體體積為

（2）因充入Z后構成了等效平衡，故平衡時Y體積分數為37.5%，容器總體積是(1)中的2倍，即為。

（3）此時達到平衡時，各物質數量與(2)中相同，故容器容積為。

（4）（1）中當X的起始量為1mol時，平衡時容器總容積為，當容器總容積為VL時，有如下關系：1：＝ａ：V，a=1.5mol。