Question

如下圖所示，將6 mol X和3 mol Y混合氣體置于體積可變的等壓容器中，在一定溫度下發生如下反應：2X（g）+Y(g) 2Z(g)，反應達到平衡狀態A時，測得氣體總物質的量為6.6 mol。若X、Y、Z的起始物質的量分別用a、b、c表示，請回答下列問題：?

（1）達平衡狀態A時，Y的轉化率為________，向達到平衡狀態A的容器中通入少量Y，體系中X的體積分數_________（填“增大”或“減小”或“不變”）。?

（2）若起始時a=3.2 mol，且達到平衡后各氣體的體積分數與平衡狀態A相同，則起始時b、c的取值分別為_________。?

（3）若要使反應開始時向逆反應方向進行，且達到平衡后各氣體的物質的量與平衡狀態A相同，則起始時c的取值范圍是_________。

Answer 1

（1）80%　減小?

（2）b=1.6 mol，c為任意值?

(3)4.8 mol＜c≤6mol?

解析：（1）設有2a mol的X參加反應，則有?

                      2X   +     Y           2Z?

反應前：       6 mol       3 mol             0

轉化了：       2a mol     a mol             2a mol?

反應后：(6-2a) mol      (3-a) mol 2a mol?

已知：（6-2a）+(3-a)+2a=6.6?

化簡：9-a=6.6　得a=2.4?

所以Y的轉化率=×100%=80%?

另：通入少量Y后，根據勒夏特列原理，平衡向正反應方向移動，必然消耗一定量的X氣體。又根據外界影響占主要，平衡移動占次要，反應后混合氣體的體積必然要比原平衡態大。因此X的體積分數=必然減小。

（2）只需讓a∶b保持原來的比例2∶1，而c的值則是任意值，因為無論c為多大都相當于加入2份X和1份Y。

（3）通過（1）計算知達平衡時n（X）=1.2 mol，n（Y）=0.6 mol, n(Z)=4.8 mol，因此只需讓c＞4.8 mol平衡即可向逆反應方向進行。而要使達到平衡后各氣體的物質的量與平衡狀態A相同，必有c≤6 mol。