Question

如图所示，当关闭K时，向A中充入4molX、14molY，向B中充入2molX、7molY，起始时V_（A）=V_（B）=a升，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：2X（g）+2Y（g）?Z（g）+2W（g）；△H＜0．达到平衡（Ⅰ）时，B中密度变为原来的

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9

，试回答：
（1）设A、B两容器中化学平衡常数分别为K₁和K₂，则它们的大小关系是K₁

 

K₂（填“大于”或“等于”或“小于”）．
（2）B中X的转化率α（X）_B为

 

．
（3）A中Z和B中的W物质的量的比较：n（Z）_A

 

n（W）_B （填“大于”或“等于”或“小于”）．
（4）打开K，过一段时间重新达平衡（Ⅱ）时，B的体积为

 

升（用含a的代数式表示，连通管中气体体积不计）；在温度不变的情况下，要使B容器恢复原来反应前的体积，可采取的措施是

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）平衡常数只受温度影响，温度相同平衡常数相同；
（2）根据密度变化计算平衡时B的体积，利用气体的体积之比等于物质的量之比计算平衡后B中气体的物质的量，再利用差量法计算B中参加反应X的物质的量，进而计算转化率；
（3）A为恒温恒容，B为恒温恒压，正反应为气体物质的量减小的反应，A中压强减小，A中所到达的平衡等效为在B的平衡基础上降低压强，再结合A、B中X的转化率大小进行解答；
（4）打开K，为恒温恒压条件下，过一段时间重新达平衡（Ⅱ）与原B容器的平衡为等效平衡，X的转化率相同，计算平衡时反应混合物的总物质的量，利用气体的体积之比等于物质的量之比计算总体积，进而计算B的体积；根据B的体积与原平衡时的体积比较判断活塞移动方向．

解答： 解：（1）平衡常数只受温度影响，温度相同平衡常数相同，故K₁=K₂，故答案为：等于；
（2）达到平衡（Ⅰ）时，B中密度变为原来的

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，混合气体总质量相等，则B的体积为0.9aL，气体的体积之比等于物质的量之比，故平衡后B中气体的物质的量=（2mol+7mol）×

0.9aL

aL

=8.1mol，则：
2X（g）+2Y（g）?Z（g）+2W（g）  物质的量减小
2                                1
1.8mol                     （2mol+7mol）-8.1mol=0.9mol
故B中X的转化率=

1.8mol

2mol

×100%=90%，
故答案为：90%；
（3）A为恒温恒容，B为恒温恒压，正反应为气体物质的量减小的反应，A中压强减小，A中所到达的平衡等效为在B的平衡基础上降低压强，B中的平衡向逆反应方向移动到达A中的平衡，故A中转化率较小，A中X的量为B中的2倍，W的化学计量是Z的2倍，则n（Z）_A＜n（W）_B，故答案为：小于；
（4）打开K，为恒温恒压条件下，过一段时间重新达平衡（Ⅱ）与原B容器的平衡为等效平衡，X的转化率相同，则参加反应的X的物质的量=（4mol+2mol）×90%=5.4mol，则：
2X（g）+2Y（g）?Z（g）+2W（g）  物质的量减小
2                                1
5.4mol                          2.7mol
故平衡时反应混合物的总物质的量=4mol+14mol+2mol+7mol-2.7mol=24.3mol，体积之比等于物质的量之比，故平衡后总体积=aL×

24.3mol

(2+7)mol

=2.7aL，则B的体积为2.7aL-aL=1.7aL，大于平衡（Ⅰ）时B的体积，故应将活塞向左推，
故答案为：1.7a；将活塞向左推．

点评：本题考查化学平衡的有关计算，难度中等，理解等效平衡规律是解题的关键，注意利用阿伏伽德罗定律推论计算体积，（3）为易错点、难点．