题目内容

14．一刚性容器内部有一个不漏气且可滑动的活塞将容器分成左右两个室，左室内充入一定体积的N2气体，右室充入A和B两种气体，且A和B的物质的量之比为3：2，右室内发生如下反应：3A（g）+2B（g）?C（g）．反应开始前活塞停留在离左端1/4处（如图），反应在恒温下进行，当反应达平衡状态时，活塞处于容器中间．
试回答下列问题：
①右室气体反应前后的压强之比为2：1，物质的量之比为3：1．
②应达平衡时气体A的转化率为83.3%．
③容器中左右两室起始时充入的各物质的量均为原来的两倍，那反应前活塞相对于原来的$\frac{1}{4}$处将不变（填“偏左”、“偏右”或“不变”），达平衡时，活塞相对于中间位置将偏右（填“偏左”、“偏右”或“不变”）．A的转化率将变大（填“变大”、“变小”或“不变”）．

分析 ①左右两室压强相等，则左室、右室气体反应前后的压强之比相等，对于左室反应前后气体的物质的量不变，恒温条件下压强之比等于体积之比；
假设右室开始通入3molA和2molB，左右两室压强相等，物质的量之比等于体积之比，则左室中N2的物质的量为5mol×$\frac{1}{3}$=$\frac{5}{3}$mol，则平衡时右室气体物质的量为$\frac{5}{3}$mol，进而计算右室反应前后气体物质的量之比；
②假设右室开始通入3molA和2molB，左右两室压强相等，物质的量之比等于体积之比，则左室中N2的物质的量为5mol×$\frac{1}{3}$=$\frac{5}{3}$mol，则平衡时右室气体物质的量为$\frac{5}{3}$mol，利用差量法计算转化的A的物质的量，进而计算A的转化率；
③容器中左右两室起始时充入的各物质的量均为原来的两倍，两室中气体物质的量之比不变，则体积不变；
等效为在原平衡基础上左右两室压强分别增大，右室平衡正向移动．

解答 解：①左右两室压强相等，则左室、右室气体反应前后的压强之比相等，对于左室反应前后气体的物质的量不变，恒温条件下压强之比等于体积之比，则反应前后的压强之比为 $\frac{1}{4}$：$\frac{1}{2}$=2：1；
假设右室开始通入3molA和2molB，左右两室压强相等，物质的量之比等于体积之比，则左室中N2的物质的量为5mol×$\frac{1}{3}$=$\frac{5}{3}$mol，则平衡时右室气体物质的量为$\frac{5}{3}$mol，则右室反应前后气体物质的量之比为5mol：$\frac{5}{3}$mol=3：1，
故答案为：2：1；3：1；
②假设右室开始通入3molA和2molB，左右两室压强相等，物质的量之比等于体积之比，则左室中N2的物质的量为5mol×$\frac{1}{3}$=$\frac{5}{3}$mol，则平衡时右室气体物质的量为$\frac{5}{3}$mol，则：
3A（g）+2B（g）?C（g） 物质的量减少
3                         4
2.5mol                 3mol+2mol-$\frac{5}{3}$mol=$\frac{10}{3}$mol
故A转化率为$\frac{2.5mol}{3mol}$×100%=83.3%，
故答案为：83.3%；
③容器中左右两室起始时充入的各物质的量均为原来的两倍，两室中气体物质的量之比不变，则体积不变，反应前活塞相对于原来的$\frac{1}{4}$处将不变；
等效为在原平衡基础上左右两室压强分别增大，右室平衡正向移动，混合气体物质的量减小，右室容积减小，达平衡时，活塞相对与中间位置将偏右，A的转化率将变大，
故答案为：不变；偏右；变大．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素，关键是左室中气体物质的量不变，注意对等效平衡的理解掌握，较好的考查学生分析解决问题能力，难度中等．

练习册系列答案
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n/mol
时间/s		0204060]80100
n（N2O4）0.40a0.20cde
n（NO2）0.000.24b0.520.600.60
（1）反应进行至100s 后将反应混合物的温度降低，混合气体的颜色变浅（填“变浅”、“变深”或“不变”）．
（2）20s时，N2O4的浓度为0.14mol/L，0～20s内N2O4的平均反应速率为0.003mol/（L．s）．
（3）该反应的平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$．
（4）在其他条件相同时，该反应的K值越大，表明建立平衡时ABD．（多选）
A．N2O4的转化率越高B．NO2的产量越大
C．N2O4与NO2的浓度之比越大D．正反应进行的程度越大
（5）要增大该反应的K值，可采取的措施有D（填序号）．
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（6）当反应达到平衡后，下列操作，不能使平衡混合气体颜色加深的是D
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（2）甲、乙、丙分别是（写名称）：甲钠乙氧气丙氢气．写出A与B反应生成乙和C的反应方程式：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑．

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