Question

14．一剛性容器內(nèi)部有一個(gè)不漏氣且可滑動(dòng)的活塞將容器分成左右兩個(gè)室，左室內(nèi)充入一定體積的N₂氣體，右室充入A和B兩種氣體，且A和B的物質(zhì)的量之比為3：2，右室內(nèi)發(fā)生如下反應(yīng)：3A（g）+2B（g）?C（g）．反應(yīng)開始前活塞停留在離左端1/4處（如圖），反應(yīng)在恒溫下進(jìn)行，當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，活塞處于容器中間．
試回答下列問題：
①右室氣體反應(yīng)前后的壓強(qiáng)之比為2：1，物質(zhì)的量之比為3：1．
②應(yīng)達(dá)平衡時(shí)氣體A的轉(zhuǎn)化率為83.3%．
③容器中左右兩室起始時(shí)充入的各物質(zhì)的量均為原來的兩倍，那反應(yīng)前活塞相對于原來的$\frac{1}{4}$處將不變（填“偏左”、“偏右”或“不變”），達(dá)平衡時(shí)，活塞相對于中間位置將偏右（填“偏左”、“偏右”或“不變”）．A的轉(zhuǎn)化率將變大（填“變大”、“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析 ①左右兩室壓強(qiáng)相等，則左室、右室氣體反應(yīng)前后的壓強(qiáng)之比相等，對于左室反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，恒溫條件下壓強(qiáng)之比等于體積之比；
假設(shè)右室開始通入3molA和2molB，左右兩室壓強(qiáng)相等，物質(zhì)的量之比等于體積之比，則左室中N₂的物質(zhì)的量為5mol×$\frac{1}{3}$=$\frac{5}{3}$mol，則平衡時(shí)右室氣體物質(zhì)的量為$\frac{5}{3}$mol，進(jìn)而計(jì)算右室反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量之比；
②假設(shè)右室開始通入3molA和2molB，左右兩室壓強(qiáng)相等，物質(zhì)的量之比等于體積之比，則左室中N₂的物質(zhì)的量為5mol×$\frac{1}{3}$=$\frac{5}{3}$mol，則平衡時(shí)右室氣體物質(zhì)的量為$\frac{5}{3}$mol，利用差量法計(jì)算轉(zhuǎn)化的A的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算A的轉(zhuǎn)化率；
③容器中左右兩室起始時(shí)充入的各物質(zhì)的量均為原來的兩倍，兩室中氣體物質(zhì)的量之比不變，則體積不變；
等效為在原平衡基礎(chǔ)上左右兩室壓強(qiáng)分別增大，右室平衡正向移動(dòng)．

解答 解：①左右兩室壓強(qiáng)相等，則左室、右室氣體反應(yīng)前后的壓強(qiáng)之比相等，對于左室反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，恒溫條件下壓強(qiáng)之比等于體積之比，則反應(yīng)前后的壓強(qiáng)之比為 $\frac{1}{4}$：$\frac{1}{2}$=2：1；
假設(shè)右室開始通入3molA和2molB，左右兩室壓強(qiáng)相等，物質(zhì)的量之比等于體積之比，則左室中N₂的物質(zhì)的量為5mol×$\frac{1}{3}$=$\frac{5}{3}$mol，則平衡時(shí)右室氣體物質(zhì)的量為$\frac{5}{3}$mol，則右室反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量之比為5mol：$\frac{5}{3}$mol=3：1，
故答案為：2：1；3：1；
②假設(shè)右室開始通入3molA和2molB，左右兩室壓強(qiáng)相等，物質(zhì)的量之比等于體積之比，則左室中N₂的物質(zhì)的量為5mol×$\frac{1}{3}$=$\frac{5}{3}$mol，則平衡時(shí)右室氣體物質(zhì)的量為$\frac{5}{3}$mol，則：
3A（g）+2B（g）?C（g） 物質(zhì)的量減少
3                         4
2.5mol                 3mol+2mol-$\frac{5}{3}$mol=$\frac{10}{3}$mol
故A轉(zhuǎn)化率為$\frac{2.5mol}{3mol}$×100%=83.3%，
故答案為：83.3%；
③容器中左右兩室起始時(shí)充入的各物質(zhì)的量均為原來的兩倍，兩室中氣體物質(zhì)的量之比不變，則體積不變，反應(yīng)前活塞相對于原來的$\frac{1}{4}$處將不變；
等效為在原平衡基礎(chǔ)上左右兩室壓強(qiáng)分別增大，右室平衡正向移動(dòng)，混合氣體物質(zhì)的量減小，右室容積減小，達(dá)平衡時(shí)，活塞相對與中間位置將偏右，A的轉(zhuǎn)化率將變大，
故答案為：不變；偏右；變大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算與影響因素，關(guān)鍵是左室中氣體物質(zhì)的量不變，注意對等效平衡的理解掌握，較好的考查學(xué)生分析解決問題能力，難度中等．