平均分子量的计算中.docx

平均分子量在化学平衡计算中应用

文/杨基鄂

化学平衡计算题类型主要有：求转化率、求混合气体中各组分质量分数、求平衡时混合气体压强、求化学方程式计量数、求平衡时混合气体平均分子量等。笔者就最后一类题解题方法和计算实例作以下归纳。

一、混合气体平均分子量数学表达式

迎=M1XV1%+M2XV2%+M3XV3%+-式中M表示混合气体平均分子量。

M^jM^jM^分别表示混合气体中各组分相对分子质量°V]%,V2%,V3%分别表示混合气体中各组分体积分数。

在相同条件下，气体体积分数等于气体物质量分数（组分气体物质量及混合气体总物质量之比）因此该数学表达式又可为：

M=Mi?ni+M2?n2+M3?n3H—

式中nx，n2，n3分别表示混合气体中各组分气体物质量分数。

巳知混合气体在标准状况下密度p或相对密度D,则平均分子量可通过下式计算:

皈=p?22.4 =M?D（m为某气体相对分子质量）

巳知混合气体总质量和混合气体总物质量则平均分子量还可以通过下式计算:

质=（%/%）

m总为混合气体总质量；七总

m总为混合气体总质量；七总为混合气体总物质量。

二、计算实例

例1.在一定条件下将物质量相等NO和O2混合发生如下反应：2NO+O‘N2O4。所得混合气体中NO.体积分数为40%，混合气体平均式量为（

A.49.6B.41.3

2

C.62D.31

2

)。

2NO2，2NO2

解：设起始NO物质量为x：

2NO+O21

2NO+O

2

1

2NO

则剩余O2体积为:

VQ2

VQ2=x/2mo1

x+(x/2)—y

2

2 4

2NO—

2

N2O4

起始物质量

x

0

转化物质量

2y

y

平衡物质量

x—2y

y

xx/2

设生成NO有ymo1转化成NO

混合气体总物质量为

n=x—2y+y+(x/2)总

依题意有：(x—2y/x+(x/2)—y)=(40/100)

解得x=4y

.?.M=(32X(x/2)+46(x—2y)+92Xy/x+x/2—y)

=(64y+184y/5y)=49.6

答：选A。

例2.某温度下N2O4和NO?之间建立起如下平衡N2O^^2NO2,测得平衡混合物对空气相对密度为2.644，求N2O4分解率。

解：设NO

2

4起始物质量为1

转化了N?O

物质量为x

4

N?O4■-

2NO

起始物质量

1

0

转化物质量

x

2x

平衡物质量

1—x

2x

平衡时混合气体总物质量为

n总=1—x+2x=1+x

*.2=29?D=29X2.644=76.68

巳知N2O4和NO?相对分子质量分别为92,46，则有：

76.68=(92X(1—x)+46X2x/1+x)

解得x=0.2mol

；.N2O4分解率为：(0.2/1)X100%=20%

答：N?Oq分解率为20%。

例3.在10L密闭容器中，放入8.0gSO3在一定条件下反应：2SO’(g)==2SO?(g)+

O(g)并达到平衡状态，SO分解率为40%，求平衡混合气密度是相同条件下H密度多少倍？

2

3

解：2SO

(

3

g)

-2SO

2

(g)+O2(g)

起始物质量/mol

0.

1

0

0

转化物质量/mol

0.

04

0.04

0.02

平衡物质量/mol

0.

06

0.04

0.02

n总=0.06mol+0.04mol+0.02mol

=0.12mol

M

=(m总/n总)=(8.0/0.12)=66.67

.?.(0/M)=(66.67/2)=33.34H2

答：平衡时混合气密度是相同条件下H2密度33.34倍

例4.SO?及O?混合气体对H?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H?

相对密度为26.92。求SO?转化率。

解：反应前出前=22.22X2=44.44

反应后既后=26.92X2=53.84

设原混合气体含SO21mol,含0?xmol则有：44.44=(64X1+32Xx/(1+x))解得x=1.572mol

设SO2转化率为y,则有：

2SO+°2^^2SO2

1 2

0.5y572)/[(1+1.572)—0.5y]解得：y=0.898=89.8%答

0.5y

572)/[(1+1.572)—0.5y]

解得：y=0.898=89.8%

答：SO2转化率为89.8%

例5.在127°C和1.0X105Pa时，向某容器中放入18.4gN2O4使之发生反应N2O^^^2NO