题目内容
【题目】如图,向A中充入1molX、1molY,向B中充入2molX、2molY,起始时A、B的体积相等都等于aL,在相同温度和催化剂存在的条件下,关闭活塞K,使两容器中各自发生下述放热反应,X(g)+Y(g) 2Z(g)+W(g);A保持恒压,B保持恒容,达平衡时,A的体积为1.4aL.下列说法错误的( )
A. 反应速率:v(B)>v(A) B. A容器中X的转化率为80%
C. 平衡时的压强:PB>2PA D. 平衡时Y体积分数:A>B
【答案】D
【解析】A选项,对于X(g)+Y(g) 2Z(g)+W(g)来说,开始时只加入反应物X和Y,该反应将向正反应方向进行,气体的总物质的量逐渐增多,直到平衡。容器A处于恒压环境下,气体物质的量增多,那么容器A的体积会随之增大,导致A中各物质的浓度减小。而容器B中,体积不变,各组分初始浓度是A容器的2倍,每个时刻的反应速率都将大于A容器,即反应速率:v(B)>v(A),故A正确;
B选项,容器A中达到平衡时,混合气体的物质的量是初始时的1.4倍。恒温恒压时,体积与气体的物质的量成正比。所以,平衡后,A容器中气体为1.4×2mol=2.8mol。即增加了0.8mol,根据化学方程式的计算可知,
X (g)+Y(g) 2Z(g)+W(g) △n
1 1
0.8mol 0.8mol
即达平衡后,反应掉0.8molX,A容器中X的转化率为80%,故B正确;
C选项,起始状态时,AB容器体积相等,B的气体物质的量是A的2倍,故起始状态时,PB=2PA。A是恒压环境,随着反应的进行A的压强不变。而容器B保持恒温恒容,是一个恒温恒容环境,随着反应的进行,B中气体的物质的量还要增大,所以B中压强越来越大,故平衡时,PB>2PA,故C正确。
D选项,起始状态时,A和B容器中Y的体积分数是相等的,容器B中的反应,是一个恒温恒容环境,随着反应的进行压强越来越大,相对于A来说,B是一个加压的过程,不利于反应向右进行,故B中Y的转化率较小,所以平衡时Y体积分数A<B,故D错误。故选D。