Question

已知T°C一定压强下，往容积可变的密闭容器中充入2molX，1molY，此时容器容积为VL，保持恒温恒压，使反应：2X（g）+Y（g）?2Z（g）达到平衡，测得Z的体积分数为0.4；试回答下列问题：
（1）使温度和压强在上述条件下恒定不变，再往上述平衡体系中充入4molZ，则达到新平衡时，容器的容积为：

 

L，Z的体积分数为

 

．
（2）另选一容积固定不变容器，仍控制温度为T°C，使4molX和2molY反应，达到平衡时Z的体积分数仍为0.4，则密闭容器的体积为：

 

L．

Answer 1

考点：化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：令原平衡时中，参加反应的Y为amol，利用三段式表示出平衡时各组分的物质的量，再根据Z的体积分数列方程计算，利用体积之比等于物质的量之比计算达到平衡时容器的容积，
（1）恒温恒压下，再往上述平衡体系中充入4molZ，相当于再加入4molX、2molY，与原平衡中X、Y的物质的量之比相等，故与原平衡为相等平衡，平衡时Z的体积分数不变；
所到达的平衡，等效为开始加入6molX、3molY，到达新平衡时，故混合气体总的物质的量为原平衡3倍，再体积之比等于物质的量之比计算达到新平衡时容器的容积；
（2）恒温恒容下，使4molX和2molY反应，达到平衡时Z的体积分数仍为0.4，与原平衡为相等平衡，容器体积等于开始加入4molX和2molY在恒温恒压下建立平衡时的体积，再结合（1）中的分析计算．

解答： 解：令原平衡时中，参加反应的Y为amol，则：
            2X（g）+Y（g）?2Z（g）
开始（mol）：2      1       0
变化（mol）：2a     a       2a 
平衡（mol）：2-2a   1-a     2a
所以，

2a

2-2a+1-a+2a

=0.4，解得a=0.5
故平衡时，容器的体积=V L×

3-a

3

=V L×

3-0.5

3

=

5

6

V L，
（1）恒温恒压下，再往上述平衡体系中充入4molZ，相当于再加入4molX、2molY，与原平衡中X、Y的物质的量之比相等，故与原平衡为相等平衡，平衡时Z的体积分数不变为0.4；
所到达的平衡，等效为开始加入6molX、3molY，到达新平衡时，混合气体总的物质的量为原平衡3倍，故达到新平衡时容器的容积=

5

6

V L×3=2.5V L，
故答案为：2.5V L；0.4；
（2）恒温恒容下，使4molX和2molY反应，达到平衡时Z的体积分数仍为0.4，与原平衡为相等平衡，容器体积等于开始加入4molX和2molY在恒温恒压下建立平衡时的体积，故到达新平衡时，混合气体总的物质的量为原平衡2倍，故容器的容积=

5

6

V L×2=

5

3

V L，
故答案为：

5

3

V L．

点评：本题考查等效平衡的有关计算，理解等效平衡规律、构建等效平衡建立的途径是解题的关键，难度中等．