Question

已知T°C一定壓強下，往容積可變的密閉容器中充入2molX，1molY，此時容器容積為VL，保持恒溫恒壓，使反應：2X（g）+Y（g）?2Z（g）達到平衡，測得Z的體積分數為0.4；試回答下列問題：
（1）使溫度和壓強在上述條件下恒定不變，再往上述平衡體系中充入4molZ，則達到新平衡時，容器的容積為：

 

L，Z的體積分數為

 

．
（2）另選一容積固定不變容器，仍控制溫度為T°C，使4molX和2molY反應，達到平衡時Z的體積分數仍為0.4，則密閉容器的體積為：

 

L．

Answer 1

考點：化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：令原平衡時中，參加反應的Y為amol，利用三段式表示出平衡時各組分的物質的量，再根據Z的體積分數列方程計算，利用體積之比等于物質的量之比計算達到平衡時容器的容積，
（1）恒溫恒壓下，再往上述平衡體系中充入4molZ，相當于再加入4molX、2molY，與原平衡中X、Y的物質的量之比相等，故與原平衡為相等平衡，平衡時Z的體積分數不變；
所到達的平衡，等效為開始加入6molX、3molY，到達新平衡時，故混合氣體總的物質的量為原平衡3倍，再體積之比等于物質的量之比計算達到新平衡時容器的容積；
（2）恒溫恒容下，使4molX和2molY反應，達到平衡時Z的體積分數仍為0.4，與原平衡為相等平衡，容器體積等于開始加入4molX和2molY在恒溫恒壓下建立平衡時的體積，再結合（1）中的分析計算．

解答： 解：令原平衡時中，參加反應的Y為amol，則：
            2X（g）+Y（g）?2Z（g）
開始（mol）：2      1       0
變化（mol）：2a     a       2a 
平衡（mol）：2-2a   1-a     2a
所以，

2a

2-2a+1-a+2a

=0.4，解得a=0.5
故平衡時，容器的體積=V L×

3-a

3

=V L×

3-0.5

3

=

5

6

V L，
（1）恒溫恒壓下，再往上述平衡體系中充入4molZ，相當于再加入4molX、2molY，與原平衡中X、Y的物質的量之比相等，故與原平衡為相等平衡，平衡時Z的體積分數不變?yōu)?.4；
所到達的平衡，等效為開始加入6molX、3molY，到達新平衡時，混合氣體總的物質的量為原平衡3倍，故達到新平衡時容器的容積=

5

6

V L×3=2.5V L，
故答案為：2.5V L；0.4；
（2）恒溫恒容下，使4molX和2molY反應，達到平衡時Z的體積分數仍為0.4，與原平衡為相等平衡，容器體積等于開始加入4molX和2molY在恒溫恒壓下建立平衡時的體積，故到達新平衡時，混合氣體總的物質的量為原平衡2倍，故容器的容積=

5

6

V L×2=

5

3

V L，
故答案為：

5

3

V L．

點評：本題考查等效平衡的有關計算，理解等效平衡規(guī)律、構建等效平衡建立的途徑是解題的關鍵，難度中等．