Question

4．分別在密閉容器的兩個反應室中進行如下反應：
左反應室：A（g）+2B（g）?2C（g）　右反應室：2Z（g）?X（g）+Y（g）
在反應室之間有無摩擦、可自由滑動的密封板隔斷．反應開始和達到平衡時有關物理量的變化如圖所示：

（1）A （g）+2B（g）?2C（g）的△H＜0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）在平衡（Ⅰ）和平衡（Ⅱ）中，X的體積分數b（填序號）．
a．一定相等　　b．一定不相等　c．大于  d．小于
（3）達到平衡（Ⅰ）時，A的轉化率為$\frac{5}{11}$，C的體積分數為$\frac{5}{14}$．
（4）達平衡（I）時體系的壓強與反應開始時體系的壓強之比為10：11．

Answer 1

分析 （1）右室中混合物總物質的量不變，平衡（I）、平衡（Ⅱ）左右兩室的溫度、壓強相同，體積之比等于物質的量之比，由圖可知，平衡（I）降低溫度達新平衡平衡（Ⅱ），隔板由2.8處移至2.6處，左室的氣體的物質的量減小，降低溫度平衡向正反應移動；
（2）降低溫度，右室的平衡一定移動，氣體總的物質的量不變，X的含量一定變化；
（3）右室的混合物總物質的量不變?yōu)?mol，左右兩室的壓強、溫度相等，同溫同壓下，體積之比等于物質的量之比，據此計算平衡（I）中左室混合氣體總的物質的量，利用差量法計算參加反應A的物質的量、生成的C的物質的量，進而計算A的轉化率、C的體積分數；
（4）右室中混合氣體總物質的量不變，溫度恒定，則達到平衡I時，體系壓強與反應開始時體系壓強之比等于體積之比．

解答 解：（1）右室中混合物總物質的量不變，平衡（I）、平衡（Ⅱ）左右兩室的溫度、壓強相同，體積之比等于物質的量之比，由圖可知，平衡（I）降低溫度達新平衡平衡（Ⅱ），隔板由2.8處移至2.6處，左室的氣體的物質的量減小，降低溫度平衡向正反應移動，降低溫度平衡向放熱反應移動，故該反應正反應為放熱反應，則△H＜0，故答案為：＜；
（2）降低溫度，右室的平衡一定移動，氣體總的物質的量不變，E的含量一定變化，平衡（I）和平衡（Ⅱ）中，E的體積分數一定不相等，故選：b；
（3）右室中混合物總物質的量不變?yōu)?mol，左右兩室的壓強、溫度相等，同溫同壓下，體積之比等于物質的量之比，平衡（I）中左室混合氣體總的物質的量為$\frac{2.8}{2.2}$×2mol=$\frac{28}{11}$mol，令參加反應的A的物質的量為amol，則：
A（g）+2B（g）?2C（g） 物質的量減少△n
1              2              1
$\frac{5}{11}$mol        $\frac{10}{11}$mol        3mol-$\frac{28}{11}$mol=$\frac{5}{11}$mol
所以A的轉化率為$\frac{\frac{5}{11}mol}{1mol}$=$\frac{5}{11}$，
C的體積分數為$\frac{\frac{10}{11}mol}{\frac{28}{11}mol}$=$\frac{5}{14}$
故答案為：$\frac{5}{11}$；$\frac{5}{14}$；
（4）右室中混合氣體總物質的量不變，溫度恒定，則達到平衡I時，體系壓強與反應開始時體系壓強之比等于體積之比，即壓強之比為2：（5-2.8）=10：11，
故答案為：10：11．

點評 本題考查化學平衡計算與化學平衡移動，清楚左右兩室的溫度、壓強相同，體積之比等于物質的量之比是解題關鍵，難度中等．