Question

5．可逆反應(yīng)①X（g）+2Y（g）?2Z（g）、②2M（g）?N（g）+P（g）分別在密閉容器的兩個(gè)反應(yīng)室中進(jìn)行，反應(yīng)室之間有無(wú)摩擦、可滑動(dòng)的密封隔板．反應(yīng)開(kāi)始和達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)有關(guān)物理量的變化如圖所示：
（1）反應(yīng)①的正反應(yīng)△H＜0（填“＞”、“=”或“＜”）；
（2）達(dá)平衡（Ⅰ）時(shí)體系的壓強(qiáng)與反應(yīng)開(kāi)始時(shí)體系的壓強(qiáng)之比為20：23；（用分?jǐn)?shù)表示）
（3）達(dá)平衡（Ⅰ）時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為$\frac{15}{23}$；（用分?jǐn)?shù)表示）
（4）在平衡（Ⅰ）和平衡（Ⅱ）中，M的體積分?jǐn)?shù)（Ⅰ）無(wú)法確定（Ⅱ） （填“＞”、“=”、“＜”或
“無(wú)法確定”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)右室的混合物總物質(zhì)的量不變，平衡（I）、平衡（Ⅱ）左右兩室的溫度、壓強(qiáng)相同，體積之比等于物質(zhì)的量之比，結(jié)合圖示容器容積變化判斷降溫后反應(yīng)①平衡移動(dòng)的方向；
（2）根據(jù)右室的混合物總物質(zhì)的量不變，在同溫同壓下體積比等于物質(zhì)的量之比計(jì)算出反應(yīng)后（I）中混合氣體的物質(zhì)的量，再計(jì)算出達(dá)平衡（I）時(shí)體系的壓強(qiáng)與反應(yīng)開(kāi)始時(shí)體系的壓強(qiáng)之比；
（3）設(shè)參加反應(yīng)的X的物質(zhì)的量為amol，利用差量法計(jì)算a的值，再利用轉(zhuǎn)化率定義計(jì)算A的轉(zhuǎn)化率；
（4）根據(jù)右邊反應(yīng)2M（g）?N（g）+P（g）氣體的總物質(zhì)的量不變，溫度變化，平衡移動(dòng)判斷在平衡（I）和平衡（II）中M的體積分?jǐn)?shù)是否相等．

解答 解：（1）右室的混合物總物質(zhì)的量不變，平衡（I）、平衡（Ⅱ）左右兩室的溫度、壓強(qiáng)相同，體積之比等于物質(zhì)的量之比，由圖可知，平衡（I）降低溫度達(dá)新平衡平衡（Ⅱ），隔板由2.7處移至2.6處，左室的氣體的物質(zhì)的量減小，降低溫度平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，降低溫度平衡向放熱反應(yīng)移動(dòng)，故該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，
故答案為：＜；
（2）右室的混合物總物質(zhì)的量不變?yōu)?mol，左右兩室的壓強(qiáng)、溫度相等，同溫同壓下，體積之比等于物質(zhì)的量之比，平衡（I）中左室混合氣體總的物質(zhì)的量為$\frac{2.7}{2.3}$×2mol=$\frac{54}{23}$mol，反應(yīng)過(guò)程中溫度不變，根據(jù)PV=nRT可知：P=$\frac{n}{V}$RT，所以達(dá)平衡（I）時(shí)體系的壓強(qiáng)與反應(yīng)開(kāi)始時(shí)體系的壓強(qiáng)之比為：$\frac{\frac{54}{23}}{2.7}$：$\frac{3}{3}$=20：23，
故答案為：20：23；
（3）根據(jù)（2）可知，平衡（I）中左室混合氣體總的物質(zhì)的量為$\frac{54}{23}$mol，設(shè)參加反應(yīng)的X的物質(zhì)的量為amol，則：
X（g）+2Y（g）?2Z（g）  物質(zhì)的量減少△n
1                                  1
amol                     （3mol-$\frac{54}{23}$mol）=$\frac{15}{23}$mol
解得a=$\frac{15}{23}$mol，所以X的轉(zhuǎn)化率為$\frac{\frac{15}{23}mol}{1mol}$=$\frac{15}{23}$，
故答案為：$\frac{15}{23}$；
（4）右室中氣體的總物質(zhì)的量始終不變，但是由于降低溫度，反應(yīng)2M（g）?N（g）+P（g）的平衡發(fā)生移動(dòng)，導(dǎo)致M的含量變化，所以在平衡（I）和平衡（II）中M的體積分?jǐn)?shù)不相等，
故答案為：無(wú)法確定．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡移動(dòng)與化學(xué)計(jì)算，題目難度中等，是對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與運(yùn)用知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，（ II）中清楚左右兩室的溫度、壓強(qiáng)相同，體積之比等于物質(zhì)的量之比是解題關(guān)鍵．