Question

已知：T℃、P kpa時，容積為V 的密閉容器中充有1molA和2molB，保持恒溫恒壓使反應(yīng)達平衡：A（g）+B（g）?C（g），平衡時C 的體積分數(shù)為40%．
（1）欲保持溫度、壓強在上述條件下不變，在密閉容器中充入2molA和4molB，則平衡時體系容積為

 

，C的體積分數(shù)為

 

．
（2）另取一個容積固定不變的密閉容器，仍控制溫度為T℃，加入1molB和1molC，要使平衡時C 的體積分數(shù)仍為40%，則該密閉容器體積為

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的計算

專題：化學(xué)平衡專題

分析：恒溫恒壓，使反應(yīng)：A（g）+B（g）?C（g）達到平衡時，C的物質(zhì)的量分數(shù)為40%，
（1）溫度和壓強在上述條件下恒定不變，在密閉容器中充入2mol A和2mol B，2mol：2mol=1mol：1mol，平衡等效，平衡時體積分數(shù)與原狀態(tài)達平衡的體積分數(shù)相同，
令轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為a，則：
                A（g）+B（g）?C（g）
開始（mol）：1      2               0
變化（mol）：a       a               a 
平衡（mol）：（1-a ） （2-a）            a
則

a

3-a

×100%=40%，解得a=

6

7

mol，故平衡后反應(yīng)混合物的總的物質(zhì)的量為3mol-

6

7

mol=

15

7

mol，
利用同溫同壓下體積之比等于物質(zhì)的量之比，計算容器的體積，由于是恒壓過程，起始反應(yīng)物成比例，所以C的體積分數(shù)和原平衡一樣，據(jù)此答題；
（2）容積固定不變的密閉容器，仍然控制溫度為T K，使1mol A和1mol B反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，C的物質(zhì)的量分數(shù)仍然為40%，則
    　　A（g）+B（g）?C（g）
開始　　1       1    　　　　　   0
轉(zhuǎn)化　　x        x  　　　　　    x
平衡　　1-x     1-x  　　　　　   x
則

x

1-x+1-x+x

=40%，解得x=

4

7

，利用同溫同壓下體積之比等于物質(zhì)的量之比，計算容器的體積．

解答： 解：恒溫恒壓，使反應(yīng)：A（g）+B（g）?C（g）達到平衡時，C的物質(zhì)的量分數(shù)為40%，
（1）溫度和壓強在上述條件下恒定不變，在密閉容器中充入2mol A和2mol B，2mol：2mol=1mol：1mol，平衡等效，平衡時體積分數(shù)與原狀態(tài)達平衡的體積分數(shù)相同，
令轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為a，則：
                A（g）+B（g）?C（g）
開始（mol）：1      2               0
變化（mol）：a       a               a 
平衡（mol）：（1-a ） （2-a）            a
則

a

3-a

×100%=40%，解得a=

6

7

mol，故平衡后反應(yīng)混合物的總的物質(zhì)的量為3mol-

6

7

mol=

15

7

mol，
由于是恒壓過程，起始反應(yīng)物成比例，所以在容器中充入2molA和4molB和容器中充有1molA和2molB時C的體積分數(shù)一樣仍為40%，所以在密閉容器中充入2molA和4molB，則平衡時體系的總物質(zhì)的量為

30

7

mol，由同溫同壓下體積之比等于物質(zhì)的量之比，則容器的體積VL×

30

7

mol×

1

3

=

10

7

VL，
故答案為：

10

7

VL；40%；
（2）容積固定不變的密閉容器，仍然控制溫度為T K，使1mol A和1mol B反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，C的物質(zhì)的量分數(shù)仍然為40%，則
                 A（g）+B（g）?C（g）
開始（mol）：1       1                0
變化（mol）：x       x                 x
平衡（mol）：（1-x ） （1-x）             x
則

x

1-x+1-x+x

=40%，解得x=

4

7

，由同溫同壓下體積之比等于物質(zhì)的量之比，則容器的體積為VL×

2mol- 4 7 mol

2mol

=

5

7

VL，故答案為：

5

7

VL．

點評：本題考查化學(xué)平衡的有關(guān)計算、等效平衡等，題目難度中等，注意對等效平衡的理解，掌握等效平衡規(guī)律即可解答．