题目内容

(6分)如图所示,向A中充入 1mol X和1mol Y,向B中充入 2mol X和2mol Y,
起始时VA=VB="aL" 。在相同温度和有催化剂存在的条件下,两容器各自发生下列反应:X + Y  2Z + W;正反应为放热反应,(四物质均为气体)。达到平衡时。VA="1.2a" L,试回答:  (A在的活塞可移动)  
 
_      A               B
(1)A中的X的转化率 αA=__________;
(2)A、B中X的转化率α______αB  (填“>、=、<”)
(3)打开K,一段时间后又达到平衡时,A 的体积为_______ L(连通管中的气体体积不计)
(1)40%(2分)(2)>(2分)(3)2.6aL(2分)
(1)根据上图装置知A容器保持温度和压强一定,所以A容器的容积与A容器内气体的物质的量成正比,设A容器中消耗的X的物质的量为m,则有n(始):n(平)=V(始):V(平),即2:(2+m)=a:1.2a,所以m=0.4mol,故A容器中X的转化率为40%.
(2)对B容器来讲,开始时保持温度和体积一定,起始时B容器中各组分的浓度大于A容器中对应组分的浓度,根据浓度对化学反应速率的影响知开始时B容器中的化学反应速率大;欲比较A、B两容器中X的转化率的大小,可做如下假设:
 
_          A                                B
假设过程中A与B为等效平衡,所以X的转化率相等,A扩大容积后,根据上述反应知A中X的转化率增大至40%,B中X的转化率减小,所以题设条件下B中X的转化率小于A中X的转化率。
(3)当活塞K打开后,A、B所组成的容器和原A容器均保持温度和压强一定,且反应物的物质的量之比相等,所以两者为等效平衡,反应达平衡时X的转化率为40%,所以此条件下反应达平衡时,A、B容器的总体积为3.6aL,故A容器的容积为2.6aL。
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