Question

19．在恒溫時，向某密閉容器中通入2mol X和1mol Y氣體，發(fā)生如下反應：2X （氣）+Y（氣）?2Z（氣），壓強一定時，測得在平衡時Z的體積分數(shù)為0.4．
（1）與上述平衡保持同溫、同壓，若向密閉容器中通入4mol X（氣）、2mol Y（氣），達到平衡，則Z的體積分數(shù)為40%；平衡時，氣體的總物質的量是5mol．
（2）若向密閉器中通入X（氣）和Y（氣）的物質的量分別記為n（X）、n（Y），保持容器容積不變，并滿足平衡時Z的體積分數(shù)為0.4，則n（X）/n（Y）的取值范圍為0.5＜$\frac{n（X）}{n（Y）}$＜5．

Answer 1

分析 （1）與原平衡為等效平衡，各組分的含量與原平衡對應相同，利用三段式解題法計算．根據(jù)Z的體積分數(shù)為0.4列方程，求解．
（2）根據(jù)Z的體積分數(shù)為0.4列方程，反應物不能完全反應，平衡時不零，列不等式，聯(lián)立求解．

解答 解：（1）恒溫時，密閉容器中通入2molX（g）和1molY（g） 發(fā)生反應達平衡，壓強一定時Z的體積分數(shù)為0.4．與上述平衡保持同溫、同壓，且n （X）：n （Y）=2：1，
則為等效平衡，Z的體積分數(shù)仍為0.4．設消耗Y物質的量為x，
                    2X（g）+Y（g）?2Z（g），
起始物質的量（mol）　4       2       0
變化物質的量（mol） 2x       x       2x
平衡物質的量（mol）4-2x     2-x      2x
則有$\frac{2x}{（4-2x+2-x+2x）}$×100%=40%，解得x=1，
n（總）=4-2x+2-x+2x=6-x=5mol，
故答案為：40%；5mol；
（2）設反應過程中Y的消耗量為y，
                   2X（g）+Y（g）?2Z（g），
起始物質的量（mol）　 n（X） n（Y）      0
變化物質的量（mol）   2y      y          2y
平衡物質的量（mol）n（X）-2y  n（Y）-y    2y
據(jù)題意$\frac{2y}{n（X）-2y+n（Y）+2y}$×100%=40%，
解得n（X）+n（Y）=6y…①，且n（X）-2y＞0…②，n（Y）-y＞0…③，
聯(lián)立①③解得：n（X）+n（Y）＜6n（Y），n（X）＜5n（Y）；
聯(lián)立①②得到：n（X）+n（Y）＜$\frac{1}{2}$×6n（Y），n（X）＞0.5n（Y），
得到：0.5n（Y）＜n（X）＜5n（Y）
故答案為：0.5＜$\frac{n（X）}{n（Y）}$＜5．

點評 本題考查等效平衡的計算，題目難度較大，注意準確理解等效平衡的原理和應用．