Question

15．在某温度下，取X和Y各1摩尔放入2L密闭容器中发生如下反应：X+2Y?2Z．反应达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3：2．则Y的转化率为多少？计算该温度下此反应的平衡常数？

Answer 1

分析 在某温度下，取X和Y各1摩尔放入2L密闭容器中发生如下反应，利用三段式表示出平衡时各各组分的物质的量，根据到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3：2列方程计算n的值，再根据转化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%，平衡常数K=$\frac{生成物平衡浓度幂次方乘积}{反应物平衡浓度幂次方乘积}$．

解答 解：在某温度下，取X和Y各1摩尔放入2L密闭容器中发生如下反应，设反应的Y物质的量为n，则：
              X（g）+2Y（g）?2Z（g）
起始量（mol）：1       1       0 
变化量（mol）：0.5n    n       n 
平衡量（mol）：1-0.5n  1-n    n
平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与成物的总物质的量之比为3：2，则
（1-0.5n+1-n）：n=3：2
解得n=$\frac{2}{3}$
则Y的转化率=$\frac{\frac{2}{3}mol}{1mol}$×100%=66.7%，
达到平衡状态各物质的平衡浓度为c（X）=$\frac{1mol-0.5×\frac{2}{3}mol}{2L}$=$\frac{1}{3}$
c（Y）=$\frac{1mol-\frac{2}{3}mol}{2L}$=$\frac{1}{6}$mol/L
c（Z）=$\frac{\frac{2}{3}mol}{2L}$=$\frac{1}{3}$mol/L
平衡常数K=$\frac{（\frac{1}{3}）^{2}}{\frac{1}{3}×（\frac{1}{6}）^{2}}$=12，
答：Y的转化率为67.7%，该温度下此反应的平衡常数为12．

点评 本题化学平衡的有关计算，难度不大，主要是转化率、平衡常数概念的计算应用，注意三段式解题法的利用，旨在考查学生对基础知识的理解掌握．