Question

如圖所示向A中充入2mol X、2mol Y，向B中充入1mol X、1mol Y，起始時，V（A）=V（B）=a L．在相同溫度和有催化劑存在下，兩容器中各自發(fā)生下述反應(yīng)：X（g）+Y（g）?2Z（g）+2W（g）；△H＜0．達到平衡時，V（A）=1.2a L．
試回答：
（1）A中X的轉(zhuǎn)化率α（X）

 

．
（2）A、B中X的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系：α（X）_A

 

α（X）_B．（填“＜”“＞”或“=”）
（3）打開K，一段時間又達到平衡，A的體積為

 

L．（連通管中氣體體積不計）

Answer 1

考點：化學平衡的計算,化學平衡的影響因素

專題：化學平衡專題

分析：（1）A為恒溫恒壓過程，體積之比等于物質(zhì)的量之比，據(jù)此計算平衡后A中平衡時混合氣體的物質(zhì)的量，根據(jù)差量法計算參加反應(yīng)的X的物質(zhì)的量，利用轉(zhuǎn)化率定義計算；
（2）A為恒溫恒壓容器，A中充入2mol X和2molY與A中充入1mol X和1molY等效，X的轉(zhuǎn)化率相同；B為恒溫恒容容器，反應(yīng)前后是氣體體積變大的反應(yīng)，向B中充入1mol X和1mol Y，隨著反應(yīng)進行B容器相當增大壓強，平衡還要逆向進行，所以平衡后A中的X的轉(zhuǎn)化率大；
（3）故打開K保持溫度不變，又是恒壓，反應(yīng)物又成比例，所以達到新平衡與開始A中充入2mol X、2mol Y到達的平衡相同，根據(jù)X的轉(zhuǎn)化率計算轉(zhuǎn)化的X的物質(zhì)的量，進而計算平衡后總的物質(zhì)的量增大量，計算平衡后混合氣體總的物質(zhì)的量，再根據(jù)體積之比等于物質(zhì)的量之比計算總體積，進而計算A容器的體積，據(jù)此判斷．

解答： 解：（1）A為恒溫恒壓過程，達到平衡時V_A=1.2a L，等壓等溫條件下，氣體的體積之比等于氣體的物質(zhì)的量之比，所以平衡后混合氣體的物質(zhì)的量是4mol×1.2=4.8mol，設(shè)參加反應(yīng)的X的物質(zhì)的量為m mol，則：
X（g）+Y（g）?2Z（g）+2W（g）  物質(zhì)的量增多
1mol                            2mol
mmol                          （4.8-4）mol 
所以，m=0.4
所以X物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率=

0.4mol

2mol

=20%；
故答案為：20%；
（2）A為恒溫恒壓容器，A中充入2mol X和2molY與A中充入1mol X和1molY等效，X的轉(zhuǎn)化率相同；B為恒溫恒容容器，反應(yīng)前后是氣體體積變大的反應(yīng)，向B中充入1mol X和1mol Y，隨著反應(yīng)進行B容器相當增大壓強，平衡還要逆向進行，所以平衡后A中的X的轉(zhuǎn)化率大；
故答案為：＞；
（3）故打開K保持溫度不變，又是恒壓，反應(yīng)物又成比例，所以達到新平衡與開始A中充入2mol X、2mol Y到達的平衡相同，X的轉(zhuǎn)化率為20%，參加反應(yīng)的X的總的物質(zhì)的量為3mol×20%=0.6mol，則：
X（g）+Y（g）?2Z（g）+2W（g） 物質(zhì)的量增多
1mol                          2mol
0.6mol                       1.2mol
故平衡后容器內(nèi)總的物質(zhì)的量為（1mol+1mol+2mol+2mol）+1.2mol=7.2mol，氣體的體積之比等于氣體的物質(zhì)的量之比，則總?cè)萜鞯捏w積為aL×

7.2mol

4mol

=1.8a，則A的體積為1.8a-a=0.8a；
故答案為：0.8a．

點評：本題主要考查化學平衡計算，難度較大，注意等效平衡的利用是解題的關(guān)鍵．