(10分)如图Ⅰ,在恒压密闭容器M中加入2 mol A和2 mol B,起始时容器体积为V L,发生如下反应并达到化学平衡状态:
2 A(?)+B(?)x C(g);ΔH<0
平衡时A、B、C的物质的量之比为1∶3∶4,C的物质的量为 y mol。
⑴根据题中数据计算,x =_________、y =_________;
⑵如图Ⅱ,在体积为V L的恒容密闭容器N中发生上述反应(其它条件相同),测得反应过程中气体的平均相对分子质量随时间的变化如图Ⅲ(t0时达平衡),平衡时容器中C的物质的量为z mol。由于反应物A、B的状态未知,则z和y的大小也不确定,请在下表中填入A、B的状态与z、y的大小之间的关系(仿照情形①、可不填满):
可能的情形 | A、B是否为气态 | z与y的大小关系 | M(B)与M(C)的大小关系 (M表示摩尔质量) | |
A | B | |||
① | 是 | 不是 | z =y | 前面的结论与此无关 |
② | ||||
③ |
⑴x =2 y =1.6 (4分)
⑵(A、B的状态合起来算一格,每格1分,共6分)
是 | 是 | z <y | 前面的结论与此无关 | |
不是 | 是 | z <y | M(B)<M(C) |
(1)考查可逆反应的有关计算,一般采用三段式,即
2 A(?)+B(?)x C(g)
起始量(mol) 2 2 0
转化量(mol) 2y/x y/x y
平衡量(mol) 2-2y/x 2-y/x y
所以有(2-2y/x)︰(2-y/x)︰y=1∶3∶4
解得x=2,y=1.6
(2)根据图像可知,气体的相对分子质量是增大的。如果AB都是气体,由于正反应是体积减小的,即在反应过程中压强也是减小的,所以Ⅱ中反应物的转化率小于I中反应的转化率,即z <y,而BC的相对分子质量不能确定;如果A不是气体,B是气体,则要满足相对分子质量增加,则M(B)<M(C)。由于正反应是体积增大的,即在反应过程中压强也是增大的,所以Ⅱ中反应物的转化率小于I中反应的转化率,即z <y。