Question

20．反應(yīng)2A（g）+B（g）?3C（g），起始時(shí)按5：2的體積比把A、B兩氣體混合后，充入一體積不變的密閉容器中，在恒定溫度下使之反應(yīng)，達(dá)平衡時(shí)混合氣體中C的體積分?jǐn)?shù)為60%．（已知A、B的相對分子質(zhì)量分別為a、b）求：
（1）A的轉(zhuǎn)化率
（2）平衡時(shí)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量．
（3）平衡時(shí)壓強(qiáng)與起始時(shí)相比，有何變化？

Answer 1

分析 反應(yīng)開始時(shí)A、B的體積之比為5：2，設(shè)反應(yīng)起始時(shí)A、B物質(zhì)的量分別是5mol、2mol，該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，故達(dá)到平衡時(shí)混合氣體為7mol，平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)是60%，故n（C）=（5+2）mol×60%=4.2mol，
（1）根據(jù)方程式知，參加反應(yīng)的△n（A）=$\frac{2}{3}$△n（C）=$\frac{2}{3}$=2.8mol，轉(zhuǎn)化率=$\frac{物質(zhì)的量變化量}{起始物質(zhì)的量}$×100%；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，可知平衡時(shí)混合氣體總質(zhì)量等于起始時(shí)A、B質(zhì)量之和，根據(jù)$\overline{M}$=$\frac{{m}_{總}}{{n}_{總}}$計(jì)算平均相對分子質(zhì)量；
（3）恒溫恒容條件下，氣體的壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比．

解答 解：（1）反應(yīng)開始時(shí)A、B的體積之比為5：2，設(shè)反應(yīng)起始時(shí)A、B物質(zhì)的量分別是5mol、2mol，該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，故達(dá)到平衡時(shí)混合氣體為7mol，平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)是60%，故n（C）=（5+2）mol×60%=4.2mol，根據(jù)方程式知，參加反應(yīng)的△n（A）=$\frac{2}{3}$△n（C）=$\frac{2}{3}$×4.2mol=2.8mol，故A的轉(zhuǎn)化率=$\frac{2.8mol}{5mol}$×100%=56%，
答：A的轉(zhuǎn)化率為56%；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，可知平衡時(shí)混合氣體總質(zhì)量等于起始時(shí)A、B質(zhì)量之和，故混合氣體總質(zhì)量為（5a+2b）g，則平均摩爾質(zhì)量為$\frac{（5a+2b）g}{7mol}$=$\frac{5a+2b}{7}$g/mol，故平均相對分子質(zhì)量為$\frac{5a+2b}{7}$g/mol，
答：平均相對分子質(zhì)量為$\frac{5a+2b}{7}$；
（3）恒溫恒容條件下，氣體的壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，則壓強(qiáng)不變，答：平衡時(shí)壓強(qiáng)與起始時(shí)相比，壓強(qiáng)不變．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡有關(guān)計(jì)算，側(cè)重考查學(xué)生分析及計(jì)算能力，明確反應(yīng)中氣體物質(zhì)的量不變是解本題關(guān)鍵，題目難度不大．