Question

6．可逆反應C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）達到平衡時，測得氣體的總質量為m g，混合氣體的物質的量n mol．當改變某一條件使平衡向左移動達到新的平衡時，混合氣體物質的量的變化值△n=x，且m＞12x，n＞x．
（1）達到新的平衡時，混合氣體的平均相對分子質量為$\frac{m-12x}{n-x}$；
（2）達到新的平衡時，混合氣體的平均相對分子質量的變化值△M=$\frac{x（m-12n）}{n（n-x）}$；
（3）若混合氣體的平均相對分子質量呈下列變化趨勢，請確定m和n的關系；
①若混合氣體的平均相對分子質量增大，則有m＞12n；
②若混合氣體的平均相對分子質量不變，則有m=12n；
③若混合氣體的平均相對分子質量減小，則有m＜12n．

Answer 1

分析 可逆反應C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）達到平衡時，測得氣體的總質量為m g，混合氣體的物質的量n mol混合氣體平均摩爾質量=$\frac{m}{n}$mol/L，當改變某一條件使平衡向左移動達到新的平衡時，混合氣體物質的量的變化值△n=x，且m＞12x，n＞x，平衡逆向進行，氣體物質的量減小為生成水的物質的量，蒸餾減小為生成碳的質量，
（1）C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△n
     12     1                      1
     12x    x                      x
達到新的平衡時，混合氣體的平均相對分子質量$\overline{M}$=$\frac{mg-12xg}{（n-x）mol}$
（2）達到新的平衡時，m＞12x，n＞x，混合氣體的平均相對分子質量的變化值△M=$\overline{M}$-$\frac{m}{n}$計算；
（3）①若混合氣體的平均相對分子質量增大$\frac{mg-12xg}{（n-x）mol}$＞$\frac{m}{n}$；
②若混合氣體的平均相對分子質量不變$\frac{mg-12xg}{（n-x）mol}$=$\frac{m}{n}$；
③若混合氣體的平均相對分子質量減小$\frac{mg-12xg}{（n-x）mol}$＜$\frac{m}{n}$．

解答 解：可逆反應C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）達到平衡時，測得氣體的總質量為m g，混合氣體的物質的量n mol混合氣體平均摩爾質量=$\frac{m}{n}$mol/L，當改變某一條件使平衡向左移動達到新的平衡時，混合氣體物質的量的變化值△n=x，且m＞12x，n＞x，平衡逆向進行，氣體物質的量減小為生成水的物質的量，蒸餾減小為生成碳的質量，
（1）C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△n
    12      1                      1
    12x     x                      x
達到新的平衡時，混合氣體的平均相對分子質量$\overline{M}$=$\frac{mg-12xg}{（n-x）mol}$=$\frac{m-12x}{n-x}$，
故答案為：$\frac{m-12x}{n-x}$；
（2）達到新的平衡時，m＞12x，n＞x，混合氣體的平均相對分子質量的變化值△M=$\overline{M}$-$\frac{m}{n}$=$\frac{m-12x}{n-x}$-$\frac{m}{n}$=$\frac{x（m-12n）}{n（n-x）}$，
故答案為：$\frac{x（m-12n）}{n（n-x）}$；
（3）①若混合氣體的平均相對分子質量增大$\frac{mg-12xg}{（n-x）mol}$＞$\frac{m}{n}$，得到m＞12n，
故答案為：m＞12n；
②若混合氣體的平均相對分子質量不變$\frac{mg-12xg}{（n-x）mol}$=$\frac{m}{n}$，m=12n，
故答案為：m=12n；
③若混合氣體的平均相對分子質量減小，$\frac{mg-12xg}{（n-x）mol}$＜$\frac{m}{n}$，m＜12n，
故答案為：m＜12n．

點評 本題考查了化學平衡氣體平均摩爾質量的計算分析判斷，注意反應中碳為固體，平衡發(fā)生移動，氣體質量和物質的量都發(fā)生變化，掌握基礎是解答關鍵，題目難度中等．