Question

4．分别在密闭容器的两个反应室中进行如下反应：
左反应室：A（g）+2B（g）?2C（g）　右反应室：2Z（g）?X（g）+Y（g）
在反应室之间有无摩擦、可自由滑动的密封板隔断．反应开始和达到平衡时有关物理量的变化如图所示：

（1）A （g）+2B（g）?2C（g）的△H＜0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）在平衡（Ⅰ）和平衡（Ⅱ）中，X的体积分数b（填序号）．
a．一定相等　　b．一定不相等　c．大于  d．小于
（3）达到平衡（Ⅰ）时，A的转化率为$\frac{5}{11}$，C的体积分数为$\frac{5}{14}$．
（4）达平衡（I）时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为10：11．

Answer 1

分析 （1）右室中混合物总物质的量不变，平衡（I）、平衡（Ⅱ）左右两室的温度、压强相同，体积之比等于物质的量之比，由图可知，平衡（I）降低温度达新平衡平衡（Ⅱ），隔板由2.8处移至2.6处，左室的气体的物质的量减小，降低温度平衡向正反应移动；
（2）降低温度，右室的平衡一定移动，气体总的物质的量不变，X的含量一定变化；
（3）右室的混合物总物质的量不变为2mol，左右两室的压强、温度相等，同温同压下，体积之比等于物质的量之比，据此计算平衡（I）中左室混合气体总的物质的量，利用差量法计算参加反应A的物质的量、生成的C的物质的量，进而计算A的转化率、C的体积分数；
（4）右室中混合气体总物质的量不变，温度恒定，则达到平衡I时，体系压强与反应开始时体系压强之比等于体积之比．

解答 解：（1）右室中混合物总物质的量不变，平衡（I）、平衡（Ⅱ）左右两室的温度、压强相同，体积之比等于物质的量之比，由图可知，平衡（I）降低温度达新平衡平衡（Ⅱ），隔板由2.8处移至2.6处，左室的气体的物质的量减小，降低温度平衡向正反应移动，降低温度平衡向放热反应移动，故该反应正反应为放热反应，则△H＜0，故答案为：＜；
（2）降低温度，右室的平衡一定移动，气体总的物质的量不变，E的含量一定变化，平衡（I）和平衡（Ⅱ）中，E的体积分数一定不相等，故选：b；
（3）右室中混合物总物质的量不变为2mol，左右两室的压强、温度相等，同温同压下，体积之比等于物质的量之比，平衡（I）中左室混合气体总的物质的量为$\frac{2.8}{2.2}$×2mol=$\frac{28}{11}$mol，令参加反应的A的物质的量为amol，则：
A（g）+2B（g）?2C（g） 物质的量减少△n
1              2              1
$\frac{5}{11}$mol        $\frac{10}{11}$mol        3mol-$\frac{28}{11}$mol=$\frac{5}{11}$mol
所以A的转化率为$\frac{\frac{5}{11}mol}{1mol}$=$\frac{5}{11}$，
C的体积分数为$\frac{\frac{10}{11}mol}{\frac{28}{11}mol}$=$\frac{5}{14}$
故答案为：$\frac{5}{11}$；$\frac{5}{14}$；
（4）右室中混合气体总物质的量不变，温度恒定，则达到平衡I时，体系压强与反应开始时体系压强之比等于体积之比，即压强之比为2：（5-2.8）=10：11，
故答案为：10：11．

点评 本题考查化学平衡计算与化学平衡移动，清楚左右两室的温度、压强相同，体积之比等于物质的量之比是解题关键，难度中等．