Question

在673K，1.01×10⁵帕下，有1mol某氣體A，發生如下反應：2A(氣)  xB(氣)+C(氣)并達到平衡，A在平衡混合氣中的體積百分含量為58.6％，混合氣的總質量為46g，密度為0.72g·L^-1。求：
（1）達到平衡后混合氣的平均分子量
（2）A的轉化率
（3）B的系數x的值
（4）相同條件下反應前A氣體的密度是平衡混合氣密度的多少倍？

Answer 1

 （1）39.8；（2）32％；（3）2；（4）1.16

【錯解分析】（1）達到平衡后混合氣的平均摩爾質量為：
0.72g·L^-1×22.4L·mol^-1=16.128g·mol^-1；
平均分子量為：16.1，混合氣體的物質的量為2.86mol，由此產生一系列的錯誤結果。
【正解】本題的錯誤主要產生于對密度的認識。由于達到平衡時，該體系處于非標準狀況下，題目給的密度也是非標準狀況下的密度，因此不能簡單以該密度和氣體的摩爾體積乘積來計算混合氣體的平均摩爾質量。
（1）通過以下換算，先計算非標準狀況下氣體的摩爾體積，進而再計算混合氣體的平均摩爾質量：
，
所以混合氣體平均分子量為：39.8
其余要求可按下式計算：[注：（ ）表示物質的量，單位為mol]
2A(氣)  xB(氣)+C(氣)
（起始）    1         0      0
（變化）    2y        xy     y
（平衡）    1-2y      xy     y


（2）A的轉化率：
（3）B的系數x=2
（4）在相同狀況下，密度比等于其摩爾質量比。所以密度比為：1.16