问题: 化学平衡
在673K,1.01×10ˇ5 Pa的条件下,有1mol某气体A发生可逆反应:2A(g)==xB(g)+C(g),在一定条件下已达平衡,平衡体系中A的体积分数为58.84%,混合气总质量为46g,密度为0.72g/L。求:
(1)平衡后混合气的平均分子量。
(2)x的值及A的转化率。
(3)相同条件下,反应前后气体的密度比。
有些麻烦,请耐心赐教
解答:
本题属于难度系数大的题目,平常练习中很少出现。涉及到目前教材没有明确出现的公式理想气体状态方程。在讲课中,为了让同学们更好的理解阿伏加德罗定律,我们会进行补充这个方程。
PV=nRT
其中P代表压强,V代表气体的体积,n代表气体的物质的量,R代表常数T热力学温度。
进一步推导可以得到公式PV/n = RT
又气体摩尔体积Vm=V/n
所以PVm = RT
在压强一定的情况下,气体摩尔体积之比等于热力学温度之比。即
Vm1/Vm2=T1/T2
又0摄氏度即273K的时候,Vm=22.4L/mol
代入可得
22.4mol/L/Vm2=273K/673K
求出673K时的气体摩尔体积Vm2=55.22L/mol
气体摩尔体积的推导是本题的解决关键。
平衡后气体体积V=46g/0.72g/L=63.89L
n=V/Vm=63.89L/55.22L/mol=1.16mol
平均摩尔质量M=46g/1.16mol=40g/mol
假设有amol的C生成
2A(g)==xB(g)+C(g)
起始1 0 0
转化2a xa a
平衡(1-2a)xa a
总物质的量为(1-2a+ xa +a )=1-a+ xa =1.16mol
(1-2a)/1.16mol=58.84%
求出a=0.16
进一步求出x=2
A的转化率=2a/1*100%=32%
由于反应前后都是气体,所以气体的总质量保持不变。
即p1V1=46g
代入数据得p1*(55.22L/mol*1mol)=46g
求出密度p1=0.83g/L
解后建议记住这个理想气体状态方程,有利于阿伏加德罗定律的进一步理解运用。
版权及免责声明
1、欢迎转载本网原创文章,转载敬请注明出处:侨谊留学(www.goesnet.org);
2、本网转载媒体稿件旨在传播更多有益信息,并不代表同意该观点,本网不承担稿件侵权行为的连带责任;
3、在本网博客/论坛发表言论者,文责自负。