Question

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，V（A）=V（B）=a L．在相同温度和有催化剂存在的条件下，两容器中各自发生下述反应：X+Y₂?2Z+W△H＜0（X、Y、Z、W均为气体），达到平衡时，V（A）=1.2aL．试回答：
（1）A中X的转化率α（A）=

40%

．
（2）A、B中X转化率的关系：α（A）

＞

α（B）（填“＞”“=”或“＜”）．
（3）打开K，一段时间又达平衡时，A的体积为

2.6a

L（连通管中气体体积不计）．
（4）在（3）达平衡后，同时等幅升高A、B的温度，达新平衡后A的体积

减小

（填“变大”“不变”或“变小”）

Answer 1

分析：（1）A为恒温恒压过程，体积之比等于物质的量之比，据此计算平衡后A中平衡时混合气体的物质的量，根据差量法计算参加反应的X的物质的量，利用转化率定义计算；
（2）A为恒温恒压容器，B为恒温恒容容器，反应前后是气体体积不变的反应，A中充入1mol X和1mol Y，向B中充入2mol X和2mol Y，B容器相当增大压强，平衡逆向进行，平衡后A中的X的转化率大；
（3）反应前后气体的物质的量不变，故打开K保持温度不变，又达到平衡与开始A中充入1mol X、1mol Y到达的平衡相同，根据X的转化率计算转化的X的物质的量，进而计算平衡后总的物质的量增大量，计算平衡后混合气体总的物质的量，再根据体积之比等于物质的量之比计算总体积，进而计算A容器的体积，据此判断；
（4）在（3）达平衡后，同时等幅升高A、B的温度，X+Y?2Z+W△H＜0，反应是放热反应，升温平衡逆向进行．

解答：解：（1）A为恒温恒压过程，达到平衡时V_A=1.2a L，等压等温条件下，气体的体积之比等于气体的物质的量之比，所以平衡后混合气体的物质的量是2mol×1.2=2.4mol，设参加反应的X的物质的量为m mol，则：
X（g）+Y（g）?2Z（g）+W（g） 物质的量增多
1mol                        1mol
mmol                     （2.4-2）mol
所以，m=0.4
所以X物质的转化率=

0.4mol

1mol

×100%=40%；
故答案为：40%；
（2）A为恒温恒压容器，B为恒温恒容容器，反应前后是气体体积不变的反应，A中充入1mol X和1mol Y，向B中充入2mol X和2mol Y，B中压强增大平衡逆向进行，X的转化率减小，平衡后A中的X的转化率大于B中X的转化率；
故答案为：＞；
（3）打开K达新平衡等效为A中到达的平衡，X的转化率为40%，参加反应的X的总的物质的量为3mol×40%=1.2mol，则：
X（g）+Y（g）?2Z（g）+W（g） 物质的量增多
1mol                          1mol
1.2mol                       1.2mol
故平衡后容器内总的物质的量为（1mol+1mol+2mol+2mol）+1.2mol=7.2mol，气体的体积之比等于气体的物质的量之比，则总容器的体积为aL×

7.2mol

2mol

=3.6a，则A的体积为3.6a-a=2.6a；
故答案为：2.6a；
（4）在（3）达平衡后，同时等幅升高A、B的温度，达新平衡后A的体积，X+Y?2Z+W△H＜0，反应是放热反应，升温平衡逆向进行，A容器体积减小，故答案为：减小．

点评：本题考查化学平衡的建立和变化过程中气体体积的变化，体积之比等于物质的量之比，注意AB容器的条件应用，题目难度较大．