Question

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：aX（g）+3Y（g）?2Z（g）經(jīng)過10min反應達到平衡狀態(tài)，Y的濃度為0.2mol/L，Z的物質的量分數(shù)為

4

7

．
計算并回答：
①10分鐘內，Z的平均反應速率為

0.04mol/（l?min）

②計算a 的值（要求有具體過程）
③該條件下X的平衡轉化率

66.7%

（百分數(shù)表示，保留一位小數(shù)）
④該條件下反應2Z（g）?aX（g）+3Y（g）的平衡常數(shù)為

0.005mol²．L^-2

⑤將體積比為 1：3的X和Y的混合氣體，通入上述密閉容器中，在一定的條件下發(fā)生反應，達到化學平衡時，混合氣體中X的體積分數(shù)為 w%（w＜25），則混合氣體中Z的體積分數(shù)是

1-4w%

，容器內的壓強為反應前的

25

50-w

 倍．

Answer 1

分析：①結合v=

△c

△t

計算出Y的平均反應速率，然后根據(jù)反應速率之比等于化學計量數(shù)之比計算；
②計算出平衡時各物質的物質的量，然后根據(jù)體積分數(shù)計算出a；
③根據(jù)轉化率的關系式計算；
④根據(jù)平衡常數(shù)的概念可知反應2Z（g）?aX（g）+3Y（g）的平衡常數(shù)與反應aX（g）+3Y（g）?2Z（g）的平衡常數(shù)互為倒數(shù)，然后根據(jù)平衡常數(shù)的概念求出aX（g）+3Y（g）?2Z（g）的平衡常數(shù)即可；
⑤體積比為 1：3的X和Y的混合氣體，則
            X（g）+3Y（g）?2Z（g）
起始（mol）  n      3n       0
反應（mol）  x       3x      2x
平衡（mol） n-x     3n-3x    2x
結合體積分數(shù)的計算得到x、n的關系，然后結合壓強之比等于物質的量之比計算．

解答：解：①10min反應達到平衡狀態(tài)，Y的濃度為0.2mol/L，則v（Y）=

0.8mol/L-0.2mol/L

10min

=0.06mol/（l?min），10min內，Z的平均反應速率v（Z）=

2

3

v（Y）=

2

3

×0.06mol/l?min=0.04mol/（l?min），
故答案為：0.04mol/（l?min）；
②aX（g）+3Y（g）?2Z（g）
起始（mol）  0.60       1.60     0
反應（mol）  0.4a       1.2     0.8
平衡（mol） 0.60-0.4a   0.4     0.8
Z的物質的量分數(shù)為

0.8

0.8+0.4+(0.60-0.4a)

=

4

7

，解得a=1，
答：a 的值為1；
③該條件下X的平衡轉化率為

0.4×1

0.6

×100%=66.7%，故答案為：66.7%；
④反應aX（g）+3Y（g）?2Z（g）的平衡常數(shù)K=

(0.4mol/L)2

0.1mol/L×(0.2mol/L)3

=200，所以反應2Z（g）?aX（g）+3Y（g）的平衡常數(shù)為

1

200

=0.005mol²．L^-2，
故答案為：0.005mol²．L^-2；
⑤體積比為 1：3的X和Y的混合氣體，則
            X（g）+3Y（g）?2Z（g）
起始（mol）  n      3n       0
反應（mol）  x       3x      2x
平衡（mol） n-x     3n-3x    2x
化學平衡時，混合氣體中X的體積分數(shù)為 w%（w＜25），
則

n-x

4n-2x

=w%，解得x=

4nw%-n

2w%-1

，
則混合氣體中Z的體積分數(shù)為

2x

4n-2x

=1-4w%，
溫度、體積不變時，壓強之比等于物質的量之比，則容器內的壓強為反應前的

4n-2x

4n

=

25

50-w

倍，
故答案為：1-4w%；

25

50-w

．

點評：本題考查化學平衡的有關計算，題目難度中等，涉及反應速率、平衡常數(shù)的計算、化學平衡三段法計算、轉化率、體積分數(shù)等，綜合性較強，題目中化簡較復雜，在解答中也可利用具體數(shù)值代入計算．