Question

7．可逆反應①X（g）+2Y（g）?2Z（g）、②2M（g）?N（g）+P（g）分別在密閉容器的兩個反應室中進行，反應室之間有無摩擦、可滑動的密封隔板．反應開始和達到平衡狀態時有關物理量的變化如圖所示：
則X（g）+2Y（g）?2Z（g）正反應為放熱反應（填“放熱”或“吸熱”），
達到平衡（Ⅰ）時X的轉化率為45.45%（保留小數點后兩位數字，下同）；
假設平衡（Ⅰ）時左邊容器（X、Y、Z的體系）的體積為2L，求此溫度下的化學平衡常數2.55mol/L．

Answer 1

分析 右室中混合氣體總物質的量不變，平衡時左室與右室壓強相等，溫度、壓強相同條件下，體積之比等于氣體物質的量之比，降低溫度由平衡（I）向平衡（II）移動，左室中體積減小，則左室中混合氣體總物質的量減小，說明左室中降低溫度平衡向右移動；
利用體積之比等于物質的量的之比，則平衡I左室中氣體總物質的量為2mol×$\frac{2.8}{2.2}$=$\frac{28}{11}$mol，則：
            X（g）+2Y（g）?2Z（g）物質的量減少△n=1
起始量（mol）：1      2       0
變化量（mol）：$\frac{5}{11}$     $\frac{10}{11}$     $\frac{10}{11}$              3-$\frac{28}{11}$=$\frac{5}{11}$
平衡量（mol）：）：$\frac{6}{11}$   $\frac{12}{11}$     $\frac{10}{11}$             
再根據平衡常數K=$\frac{{c}^{2}（Z）}{c（X）×{c}^{2}（Y）}$計算．

解答 解：右室中混合氣體總物質的量不變，平衡時左室與右室壓強相等，溫度、壓強相同條件下，體積之比等于氣體物質的量之比，降低溫度由平衡（I）向平衡（II）移動，左室中體積減小，則左室中混合氣體總物質的量減小，說明左室中降低溫度平衡向右移動，則正反應為放熱反應，
利用體積之比等于物質的量的之比，則平衡I左室中氣體總物質的量為2mol×$\frac{2.8}{2.2}$=$\frac{28}{11}$mol，則：
            X（g）+2Y（g）?2Z（g）物質的量減少△n=1
起始量（mol）：1      2         0
變化量（mol）：$\frac{5}{11}$    $\frac{10}{11}$        $\frac{10}{11}$        3-$\frac{28}{11}$=$\frac{5}{11}$
平衡量（mol）：）：$\frac{6}{11}$  $\frac{12}{11}$        $\frac{10}{11}$
達到平衡（Ⅰ）時X的轉化率為$\frac{\frac{5}{11}mol}{1mol}$×100%=45.45%；
平衡常數K=$\frac{{c}^{2}（Z）}{c（X）×{c}^{2}（Y）}$=$\frac{（\frac{5}{11}）^{2}}{\frac{3}{11}×（\frac{6}{11}）^{2}}$mol/L=2.55mol/L，
故答案為：放熱；45.45%；2.55mol/L．

點評 本題考查化學平衡計算，難度中等，注意右室中反應體系的物質的量不變、且左室與右室壓強相等．