Question

20．在一容积为2L的密闭容器中加入2molA和6molB，保持温度为20℃，在催化剂存在的条件下进行下列反应：A（g）+2B（g）═2C（g），达平衡后生成1.2mol C，平衡混合气体中C的体积分数为ω．
（1）求20℃时，该反应的平衡常数K0.0893（保留三位有效数字）
（2）20℃时，若在同一容器中加入1molA、4 mol B和2 mol C，则平衡混合气中C的体积分数仍为ω．

Answer 1

分析 （1）在反应达到平衡时由于产生C为1.2mol，根据方程式可知消耗的A、B的物质的量分别是0.6mol、1.2mol．因此平衡时各种物质的浓度是：c（A）=（2-0.6）mol÷2L=0.7mol/L；c（B）=（6-1.2）mol÷2L=2.4mol/L；c（C）=1.2mol÷2L=0.6mol/L，根据平衡常数的定义进行计算；
（2）在恒温恒容条件下，由于该反应是反应前后气体体积不等的反应，所以平衡混合气中C的体积分数仍为ω，则两平衡为完全等效平衡，即折算成一边的物质时，相关物质的物质的量相等，假设要加入B、C的物质的量分别是x、y，可以认为ymol的C不是加入的而是反应消耗A、B产生的，则根据方程式中的关系可知反应消耗A：y/2mol；B：ymol．则开始时加入的A为（1+y/2）mol；加入的B为（x+y）mol，所以1+y/2=2；x+y=6，据此答题．

解答 解：（1）在反应达到平衡时由于产生C为1.2mol，根据方程式可知消耗的A、B的物质的量分别是0.6mol、1.2mol．因此平衡时各种物质的浓度是：c（A）=（2-0.6）mol÷2L=0.7mol/L；c（B）=（6-1.2）mol÷2L=2.4mol/L；c（C）=1.2mol÷2L=0.6mol/L，所以该反应的平衡常数K$\frac{0．{6}^{2}}{0.7×2．{4}^{2}}$=0.0893，
故答案为：0.0893；
（2）在恒温恒容条件下，由于该反应是反应前后气体体积不等的反应，所以平衡混合气中C的体积分数仍为ω，则两平衡为完全等效平衡，即折算成一边的物质时，相关物质的物质的量相等，假设要加入B、C的物质的量分别是x、y，可以认为ymol的C不是加入的而是反应消耗A、B产生的，则根据方程式中的关系可知反应消耗A：y/2mol；B：ymol．则开始时加入的A为（1+y/2）mol；加入的B为（x+y）mol，所以1+y/2=2；x+y=6，解得x=4；y=2，即开始时加入1mol的A，4molB，2mol的C，
故答案为：4；2．

点评 本题主要考查了化学平衡常数的计算、恒温恒容条件下的等效平衡状态的判断及计算的知识，难度中等，注意等效平衡分完全等效和成比例等效，根据条件分析；