Question

16．在容積為2.0L的密閉容器中充入0.60mol X和1.60mol Y，發(fā)生反應(yīng)：aX（g）+3Y（g）?2Z（g）經(jīng)過10min反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，Y的濃度為0.2mol/L，Z的物質(zhì)的量分數(shù)為$\frac{4}{7}$
計算并回答：
①10分鐘內(nèi)，Z的平均反應(yīng)速率為0.04mol/（L．min）
②計算a 的值是1
③該條件下反應(yīng)aX（g）+3Y（g）?2Z（g）的逆反應(yīng)的平衡常數(shù)為0.005
④平衡后容器內(nèi)的壓強為反應(yīng)前的$\frac{7}{11}$ 倍．
⑤若將體積比為 1：3的X和Y的混合氣體，重新通入上述恒容的密閉容器中，在一定的條件下發(fā)生反應(yīng)，達到化學平衡時，混合氣體中X的體積分數(shù)為 w%；保持溫度不變，在原平衡的基礎(chǔ)上再次以1：3的比例充入少量X和Y，達到新平衡后混合氣體中X的體積分數(shù)減�。ㄌ睢霸龃蟆薄皽p小”“不變”）．

Answer 1

分析 在容積為2.0L的密閉容器中充入0.60mol X和1.60mol Y，經(jīng)過10min反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，Y的濃度為0.2mol/L，平衡時Y為2L×0.2mol/L=0.4，則：
              aX（g）+3Y（g）?2Z（g）
起始量（mol）：0.6      1.6      0
變化量（mol）：0.4a     1.2      0.8
平衡量（mol）：0.6-0.4a  0.4     0.8
①根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算v（Z）；
②Z的物質(zhì)的量分數(shù)為$\frac{4}{7}$，則$\frac{0.8}{1.8-0.4a}$=$\frac{4}{7}$，解得a=1；
③該條件下反應(yīng)aX（g）+3Y（g）?2Z（g）的逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{c（X）×{c}^{3}（Y）}{{c}^{2}（Z）}$；
④恒溫恒容下，壓強之比等于物質(zhì)的量之比；
⑤保持溫度不變，在原平衡的基礎(chǔ)上再次以1：3的比例充入少量X和Y，等效為在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強，平衡正向移動，Z的體積分數(shù)增大，由于X、Y起始物質(zhì)的量之比為1：3，二者又按物質(zhì)的量1：3反應(yīng)，故體系中X、Y的體積分數(shù)之比為1：3．

解答 解：在容積為2.0L的密閉容器中充入0.60mol X和1.60mol Y，經(jīng)過10min反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，Y的濃度為0.2mol/L，平衡時Y為2L×0.2mol/L=0.4，則：
              aX（g）+3Y（g）?2Z（g）
起始量（mol）：0.6      1.6      0
變化量（mol）：0.4a     1.2     0.8
平衡量（mol）：0.6-0.4a  0.4    0.8
①v（Z）=$\frac{\frac{0.8mol}{2L}}{10min}$=0.04mol/（L．min），故答案為：0.04mol/（L．min）；
②Z的物質(zhì)的量分數(shù)為$\frac{4}{7}$，則$\frac{0.8}{1.8-0.4a}$=$\frac{4}{7}$，解得a=1，故答案為：1；
③該條件下反應(yīng)aX（g）+3Y（g）?2Z（g）的逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{c（X）×{c}^{3}（Y）}{{c}^{2}（Z）}$=$\frac{\frac{0.2}{2}×（\frac{0.4}{2}）^{3}}{（\frac{0.8}{2}）^{2}}$=0.005，
故答案為：0.005；
④恒溫恒容下，壓強之比等于物質(zhì)的量之比，故平衡后容器內(nèi)的壓強為反應(yīng)前的$\frac{（0.2+0.4+0.8）mol}{（0.6+1.6）mol}$=$\frac{7}{11}$，故答案為：$\frac{7}{11}$；
⑤保持溫度不變，在原平衡的基礎(chǔ)上再次以1：3的比例充入少量X和Y，等效為在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強，平衡正向移動，Z的體積分數(shù)增大，由于X、Y起始物質(zhì)的量之比為1：3，二者又按物質(zhì)的量1：3反應(yīng)，故體系中X、Y的體積分數(shù)之比為1：3，則達到新平衡后混合氣體中X的體積分數(shù)減小，故答案為：減�。�

點評 本題考查化學平衡有關(guān)計算，注意三段式解題法在化學平衡計算中應(yīng)用，⑤中注意對等效平衡的理解，難度中等．