Question

6．可逆反應(yīng)C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）達(dá)到平衡時(shí)，測得氣體的總質(zhì)量為m g，混合氣體的物質(zhì)的量n mol．當(dāng)改變某一條件使平衡向左移動達(dá)到新的平衡時(shí)，混合氣體物質(zhì)的量的變化值△n=x，且m＞12x，n＞x．
（1）達(dá)到新的平衡時(shí)，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為$\frac{m-12x}{n-x}$；
（2）達(dá)到新的平衡時(shí)，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量的變化值△M=$\frac{x（m-12n）}{n（n-x）}$；
（3）若混合氣體的平均相對分子質(zhì)量呈下列變化趨勢，請確定m和n的關(guān)系；
①若混合氣體的平均相對分子質(zhì)量增大，則有m＞12n；
②若混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變，則有m=12n；
③若混合氣體的平均相對分子質(zhì)量減小，則有m＜12n．

Answer 1

分析 可逆反應(yīng)C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）達(dá)到平衡時(shí)，測得氣體的總質(zhì)量為m g，混合氣體的物質(zhì)的量n mol混合氣體平均摩爾質(zhì)量=$\frac{m}{n}$mol/L，當(dāng)改變某一條件使平衡向左移動達(dá)到新的平衡時(shí)，混合氣體物質(zhì)的量的變化值△n=x，且m＞12x，n＞x，平衡逆向進(jìn)行，氣體物質(zhì)的量減小為生成水的物質(zhì)的量，蒸餾減小為生成碳的質(zhì)量，
（1）C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△n
     12     1                      1
     12x    x                      x
達(dá)到新的平衡時(shí)，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量$\overline{M}$=$\frac{mg-12xg}{（n-x）mol}$
（2）達(dá)到新的平衡時(shí)，m＞12x，n＞x，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量的變化值△M=$\overline{M}$-$\frac{m}{n}$計(jì)算；
（3）①若混合氣體的平均相對分子質(zhì)量增大$\frac{mg-12xg}{（n-x）mol}$＞$\frac{m}{n}$；
②若混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變$\frac{mg-12xg}{（n-x）mol}$=$\frac{m}{n}$；
③若混合氣體的平均相對分子質(zhì)量減小$\frac{mg-12xg}{（n-x）mol}$＜$\frac{m}{n}$．

解答 解：可逆反應(yīng)C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）達(dá)到平衡時(shí)，測得氣體的總質(zhì)量為m g，混合氣體的物質(zhì)的量n mol混合氣體平均摩爾質(zhì)量=$\frac{m}{n}$mol/L，當(dāng)改變某一條件使平衡向左移動達(dá)到新的平衡時(shí)，混合氣體物質(zhì)的量的變化值△n=x，且m＞12x，n＞x，平衡逆向進(jìn)行，氣體物質(zhì)的量減小為生成水的物質(zhì)的量，蒸餾減小為生成碳的質(zhì)量，
（1）C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△n
    12      1                      1
    12x     x                      x
達(dá)到新的平衡時(shí)，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量$\overline{M}$=$\frac{mg-12xg}{（n-x）mol}$=$\frac{m-12x}{n-x}$，
故答案為：$\frac{m-12x}{n-x}$；
（2）達(dá)到新的平衡時(shí)，m＞12x，n＞x，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量的變化值△M=$\overline{M}$-$\frac{m}{n}$=$\frac{m-12x}{n-x}$-$\frac{m}{n}$=$\frac{x（m-12n）}{n（n-x）}$，
故答案為：$\frac{x（m-12n）}{n（n-x）}$；
（3）①若混合氣體的平均相對分子質(zhì)量增大$\frac{mg-12xg}{（n-x）mol}$＞$\frac{m}{n}$，得到m＞12n，
故答案為：m＞12n；
②若混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變$\frac{mg-12xg}{（n-x）mol}$=$\frac{m}{n}$，m=12n，
故答案為：m=12n；
③若混合氣體的平均相對分子質(zhì)量減小，$\frac{mg-12xg}{（n-x）mol}$＜$\frac{m}{n}$，m＜12n，
故答案為：m＜12n．

點(diǎn)評 本題考查了化學(xué)平衡氣體平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算分析判斷，注意反應(yīng)中碳為固體，平衡發(fā)生移動，氣體質(zhì)量和物質(zhì)的量都發(fā)生變化，掌握基礎(chǔ)是解答關(guān)鍵，題目難度中等．