Question

各位化学老师、专家们帮帮忙啊~~~这道题我想了好久了，就是解不出来，解析也看不怎么懂。求求大家了！！

10.（2011四川高考）可逆反应①X(g) + 2Y(g)2Z(g) 、②2M(g)N(g) + P(g)分别在密闭容器的两个反应室中进行，反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示：下列判断正确的是
A. 反应①的正反应是吸热反应
B. 达平衡（I）时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为14:1
C. 达平衡（I）时，X的转化率为
D. 在平衡（I）和平衡（II）中M的体积分数相等
（解析：温度降低时，反应②中气体的物质的量减少，说明平衡向正方应方向移动，因此正方应是放热反应；由图可以看出达平衡（I）时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为；2/2.2＝10/11同理可以计算出达平衡（I）时反应①中气体的物质的量是2×28/2.2＝28/11 mol，即物质的量减少了3－28/11 ＝ 5/11 mol，所以达平衡（I）时，X的转化率为5/11；由于温度变化反应②的平衡已经被破坏，因此在平衡（I）和平衡（II）中M的体积分数不相等。）
答案：C

请各位老师帮忙讲一下C选项（希望有过程，越详细越好，最好每一步都打出来），因为本人在这方面确实不怎么聪明，请各位帮帮忙啊！！！

Answer 1

这道题确实有难度，在高考中属于难题，你既然自己也认为在这方面不怎么聪明，那么做不出来是正常的，不要担心！

由于隔板是封闭的且反应②的反应式左右两边气体物质化学计量数之和相等，因此隔板右边的反应室中气体的物质的量是永远不变的。又因为隔板是无摩擦、可滑动的，所以隔板左边与右边的压强时时刻刻都是相等的。而从平衡(I)降温至平衡(II)的过程中，隔板左边XYZ反应室的体积从2.8个单位减少至2.6个单位，隔板右边MNP反应室的体积从2.2个单位增加至2.4个单位，这说明一定是隔板左边气体物质的量减少了，即反应①向正反应方向移动了。又由于此过程是降温过程，故反应①的正反应是放热的，故A选项错误。

在反应开始至达到平衡(I)的过程中，设X反应了x摩尔，M反应了y摩尔，则
隔板左边 隔板右边
X + 2Y = 2Z 2M = N + P
反应开始时 1mol 2mol 0mol 2mol 0mol 0mol
消耗/生成了 xmol 2xmol 2xmol 2ymol ymol ymol
达平衡(I)时 (1-x)mol (2-2x)mol 2xmol (2-2y)mol ymol ymol
根据阿伏伽德罗定律的推论可知，在同一温度、同一压强下，物质的量和体积成正比。现对达平衡(I)时的反应体系应用此关系，即[(1-x)mol+(2-2x)mol+2xmol]/[(2-2y)mol+ymol+ymol]=2.8/2.2，y可直接被消掉，解得x=5/11，因此反应①的转化率等于(5/11)mol÷1mol，即5/11，故C选项正确。

题目告诉你这个过程是恒温的，根据理想气体状态方程，温度和总体积不变的情况下，总物质的量与压强是成正比的，也就是说，总物质的量之比等于压强之比。现对从反应开始至达到平衡(I)的过程应用此关系，可求得达平衡(I)时体系压强与反应开始时体系压强之比为[(1-x)mol+(2-2x)mol+2xmol+(2-2y)mol+ymol+ymol]/(1mol+2mol+2mol)=10/11，故B选项错误。

由于所有化学反应都是伴随热量变化的，也就是说反应要么吸热要么放热，所以在从平衡(I)至平衡(II)的过程中，隔板右边的MNP反应的平衡一定也移动了，因此M的物质的量变了。由于隔板左右平衡都移动了且不知道反应②的平衡朝哪个方向移，所以整个密闭容器中气体的总物质的量可能变化也可能不变，因此在从平衡(I)至平衡(II)的过程中M的物质的量分数可能变化也可能不变。根据阿伏伽德罗定律的推论，对于两个平衡状态来说，体积分数等于物质的量分数，因此从平衡(I)至平衡(II)的过程中M的体积分数可能变化也可能不变，故D选项错误（当然其实D选项也没明确说是M在隔板右侧的反应室中的体积分数还是M在整个密闭容器中的体积分数，我刚才讨论的是M在整个密闭容器中的体积分数，如果是指M在隔板右侧的反应室中的体积分数，那显然一定是变化了，根本不可能不变，因为反应②平衡一定移动了）。

还有什么疑问欢迎追问。：）

Answer 2

由B选项已经知道P1：P始=2：2.2=10：11，
那么对于隔板左边的反应而言体积由3变成2.8，压强由11变成10，如果我们把平衡1的左边体积换算成反应开始阶段的压强，就应该由2.8变成2.8*10/11。那么就由恒温过程，变成恒温恒压的过程了，此时体积之比等于物质的量之比，所以反应后，平衡1左边的物质的量变成3*[(2.8*10/11)3] =28/11mol
即物质的量减少了3－28/11 ＝ 5/11 mol，而对左边的反应，有多少X参与反应，气体的物质的量就会减少多少，所以X的转化率为（5/11）/1=5/11