《平均分子量的计算中》由会员分享，可在线阅读，更多相关《平均分子量的计算中（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、平均分子量在化学平衡计算中的应用文/杨基鄂化学平衡计算题的类型主要有：求转化率、求混合气体中各组分的质量分数、求平衡时混合气体的压 强、求化学方程式的计量数、求平衡时混合气体的平均分子量等。笔者就最后一类题的解题方法和计算实 例作以下归纳。一、混合气体平均分子量的数学表达式1.XV % + M XV % + M XV % +式中M 表示混合气体的平均分子量。1 12233M ,M ,M分别表示混合气体中各组分的相对分子质量V %,V %,V %分别表示混合气体1 23123中各组分的体积分数。2在相同条件下，气体的体积分数等于气体的物质的量分数（组分气体的物质的量与混合气体总物 质的量之比）因
2、此该数学表达式又可为：M=M n +M n +M n H112233式中n , n ,n分别表示混合气体中各组分气体的物质的量分数。1233已知混合气体在标准状况下的密度p或相对密度D,则平均分子量可通过下式计算：22.4 M=MD（m为某气体的相对分子质量）4已知混合气体的总质量和混合气体的总物质的量则平均分子量还可以通过下式计算:(m /n )总总m为混合气体的总质量；n为混合气体的总物质的量。 总总二、计算实例例1.在一定条件下将物质的量相等的NO和0混合发生如下反应：2NO + 02N0 , 22 2 2NO N 0。所得混合气体中NO的体积分数为40%，混合气体的平均式量为（）。2
3、242A. 49. 6 B. 41. 3 C. 62 D. 31解：设起始NO物质的量为x：2NO + 02NO则剩余O的体积为:2 2 22 12x x/2xV=x / 2mol0 2设生成的NO有ymo 1转化成N O2242N0N O224起始物质的量x0转化物质的量2yy平衡物质的量x2yy混合气体总物质的量为m2y + y +(x/2)=x +依题意有：(x2y/x +( x/2)y) = (40 / 100)解得 x=4y.:妊=(32X(x/ 2 )+46 (x2 y )+ 92Xy/x + x/2y)= (64 y+ 184y/5y)=49.6答：选A。例2.某温度下N O和N
4、O之间建立起如下的平衡N O =2NO，测得平衡混合物对空气的242242相对密度为2. 644,求N O的分解率。24解：设N O的起始物质的量为124转化了的N O物质的量为x24NO-242NO2起始物质的量10转化物质的量x2 x平衡物质的量1x2 x平衡时混合气体的总物质的量为n =1x +2x=1+x=29 D=29X2. 644 = 76. 68已知N O和NO的相对分子质量分别为92, 46，则有：24276. 68=(92X(1x )+ 46X2 x/ 1 +x)解得 x=0. 2molAN O 的分解率为：(0. 2/1)X100%=20%24答：N O的分解率为20%。2
5、4例3在10L密闭容器中，放入8. OgSO在一定条件下反应：2SO (g) =2SO (g) +3 32O (g)并达到平衡状态，SO的分解率为40%，求平衡混合气密度是相同条件下H密度的多少倍？232解：2SO (g2SO (g)+O(g)3 22起始物质的量/mol 0. 100转化物质的量/mol 0. 040. 040. 02平衡物质的量/mol 0. 060. 040. 02A n =0. 06mol + 0.总04mol + 0. 02mol=0. 12molMZ/Xz= (m/nJ = (8. 0/0. 12)=66.67.严 /m ) = (66.67 / 2)=33. 34
6、H2答：平衡时混合气密度是相同条件下H密度的33. 34倍2例4.S O与O混合气体对H的相对密度为22. 22，在密闭容器内反应达到平衡，平衡混合物对2 2 2H的相对密度为26. 92。求SO的转化率。2 2解：反应前=22.22X2 = 44. 44前反应后=26.92X2 = 53. 84后设原混合气体含SO Imo 1,含O xmol2 2则有：44. 44=(64X1 + 32Xx/( 1+ x)解得 x=1. 572mo1设SO的转化率为y,则有：22SO +0 2 SO An2 2 22 12 11Xy0. 5y53. 84=(64X1 + 32X1. 572)/ (1 + 1
7、. 572)0. 5 y 解得：y =0. 898 = 89. 8%答：SO的转化率为89. 8%2例5.在127C和1.0X105Pa时，向某容器中放入18. 4gN O使之发生反应N O =2NO2424并达到平衡，此时测得容器内混合气体的密度比原来减少1/3 (温度和压强不变)。计算：2(1) N O的分解率；24(2) 平衡混合物的平均分子量。解：依题意n =(18.4g)/92g/mo1=0. 2mo1N2O4平衡混合气密度比原来减少1 / 3/.(n /n ) = (p / p )=(2/3/1) = (2/3)则有：n =(3/2)n=(3/2)X0. 2mol = 0. 3mo
8、l平衡起始(1) 设N O分解率为x,则有：4 4N O 2NO An2421 2 10. 2 x mol(0. 3mol 0. 2mol)解得 x=(0. 1mol / 0. 2mol)=0. 5 = 50%(2) m =18. 4 g总n =0. 3mo1总=(m /n ) = (18. 4/0. 3)=61. 33总总答：(1)N O的分解率为50%；24(2)平衡时混合气体的平均分子量为61. 33。例6.工业上有一反应2A(g )+ B(g) =3C(g)，按体积比为A：B=5：2将A和B充 入到一定容积的密闭容器中，若在恒温条件下达到平衡时C占总体积的60%，设A, B, C的相对
9、分子质 量分别用a,b,c表示。试求：(1) 平衡时A和B的转化率。(2) 平衡时混合气体的平均分子量。解：(1)设A=5V，则 B=2VO设B转化了x,则有：2A(g)+ B(g)3C(g)起始5V2V0转化2 xx3 x平衡5V2 x2Vx3 x依题意有：(3x)/ (5V2x ) + (2V-x )+ 3x= (60 / 100) = (3 / 5)即有：(3x/7V) = (3/5)解得：x=(7V/5)A的转化率为：A%=(2x/5V)X100%=(2X7/5V)/5VX100%= 56%B的转化率为B%=(x/2V)X100%=(7/5V)/2VX100%=70%(2)混合气体平衡
10、时的总体积V =7L总M=(5aL + 2bL)/7L=(5a +2b)/7答：(1)平衡时A的转化率为56%；B的转化率70%；(2 )平衡时混合气体的平均分子量为(5a +2b)/7。例7在一定温度下将100mLN , H混合气充入密闭恒压容器内，发生反应达到平衡时维持温度2 2不变，测得混合气的密度是反应前密度的1. 25倍，平均分子量为15. 5。求平衡时N的转化率；N ,2 2H两种气体开始时各为多少毫升？2m /m )1 2解得m =12. 41解：.同T同P下有(p / p )=1 2.有(1 / 1. 25) = (m / 15. 5)1 /12.4215.6(V / V )
11、= (n /n)1 2 1 2即： V ：V =10.4：15. 6N2H2V =10. 4/(10. 4 +15. 6)X100mL = 40mL N2V =100mL40mL = 60mLH2设N转化的体积为x，则有：22NHN+23H2起始体积40600转化体积x3 x2 x平衡体积40x60 3 x2 xV =40x +60 3 x +2 x=100 2 x 总有：15. 5=(40x)X28 +(60 3 x)X2 + 2 xX17)/(100 2 x)解得 x=10mL N的转化率为：2N %=(10 / 40)X100%=25%2答：平衡时N的转化率为25%；N , H两种气体开
12、始的体积分别为40mL和60mL。2 2 2例8可逆反应C(s )+H OCglHcOCg )+H (g)Q达到平衡后，改变温度使平2 2衡发生移动，气体的平均分子量如何变化？解：该反应中当温度改变使平衡移动时，每增加(或减小)lmol (或xmo 1)气体，气体的质量就 增加(或减小)12g(或12xg)设原平衡时气体的总质量为m(m12x)，气体总物质的量为n(nx)o则有 “ =(m/n)当温度升高、平衡右移后，M=(m + 12x)/(n + x)当温度降低、平衡左移后，M=(m i2x)/(n x)(1)温度升高平衡右移时：(m + 12x)/(n + x) (m/n)=x(12nm) /n(n + x) 讨论： 若m12n，贝卩 12nm0 若m = 12n，贝卩 12nm=0 若 m0(2)温度降低平衡左移时:讨论：若m12n，贝卩 12nm0必增大;若m = 12n，贝卩 12nm=0
