Question

3．向密閉容器中充入CO和H₂兩種氣體，使之建立平衡：C（s）+H₂O（g）?CO+H₂，達到平衡后，改變溫度使平衡移動，但混合氣體的平均摩爾質量不變，求：
（1）混合氣體的平均摩爾質量為：12g/mol．
（2）初始加入CO和H₂的體積比：5：8．

Answer 1

分析 （1）設平衡時混合氣體總質量為mg，總的物質的量為n mol，改變溫度后假設平衡正向移動到達新平衡，轉化的C為xmol，則新平衡混合氣體總質量為（m+12x）g，混合氣體總的物質的量變?yōu)椋╪+x）mol，再根據(jù)平均摩爾質量不變可得$\frac{m}{n}$=$\frac{m+12x}{n+x}$，整理可得$\frac{m}{n}$；
（2）設CO、H₂的物質的量分別為xmol、ymol，根據(jù)$\overline{M}$=$\frac{{m}_{總}}{{n}_{總}}$列方程整理可得物質的量之比，相同條件下體積之比等于物質的量之比．

解答 解：（1）設平衡時混合氣體總質量為mg，總的物質的量為n mol，改變溫度后假設平衡正向移動到達新平衡，轉化的C為xmol，則新平衡混合氣體總質量為（m+12x）g，混合氣體總的物質的量變?yōu)椋╪+x）mol，再根據(jù)平均摩爾質量不變可得$\frac{m}{n}$=$\frac{m+12x}{n+x}$，整理可得$\frac{m}{n}$=12，即混合氣體的平均摩爾質量為：12g/mol，
故答案為：12g/mol；
（2）設CO、H₂的物質的量分別為xmol、ymol，則：$\frac{28x+2y}{x+y}$=12，整理可得x：y=5：8，相同條件下體積之比等于物質的量之比，則初始加入CO和H₂的體積比為5：8，
故答案為：5：8．

點評 本題考查化學平衡的有關計算，關鍵是根據(jù)平衡前后混合氣體的平均摩爾質量不變確定CO、H₂的平均摩爾質量等于水的摩爾質量，較好的考查學生分析計算能力，難度中等．