Question

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a L，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反应，X（g）+Y（g）?2Z（g）+W（g）；△H＜0．A保持恒压，B保持恒容，达平衡时，A的体积为1.4aL．下列说法错误的是（　　）

• 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Y体积分数：A＜B
• D、打开活塞K重新达平衡V_A=2.2aL

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：根据图象知，A保持恒压，B保持恒容，
A、化学反应速率与物质的浓度有关，浓度越大反应速率越大；
B、先根据相同条件下，气体的气体之比等于物质的量之比计算平衡后气体的物质的量，再结合方程式计算X反应的物质的量，最后根据转化率公式计算X的转化率，再结合B装置中压强对化学平衡的影响判断X的转化率；
C、打开K达新平衡等效为A中到达的平衡，根据X的转化率计算平衡后总的物质的量，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，升高温度，平衡向吸热方向移动，据此判断；
D、根据C项中A容器的平衡变化，建立新平衡后，（容积为0.5aL与容积为1.4aL相比）Y的体积分数要减小，即平衡时Y体积分数A＜B．

解答： 解：A．对X （g）+Y（g） 2Z（g）+W（g）来说，开始时只加入反应物X和Y，该反应将向正反应发向进行以建立化学平衡．对容器A来说，在建立化学平衡的过程中，反应混合物的总物质的量会增大，根据阿伏伽德罗定律（同温同容时，压强之比等于物质的量之比），其体积要增大，各组分的物质的量浓度就要减下，其反应速率也要减小．对于B容器来说，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．根据阿伏伽德罗定律（同温同容时，压强之比等于物质的量之比），达平衡后，混合气体的物质的量是初始时物质的量的1.4倍，即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0.8mol，A容器中X的转化率为80%，故B正确；
C．根据C项中A容器的平衡变化，建立新平衡后，（容积为0.5aL与容积为1.4aL相比）Y的体积分数要减小，即平衡时Y体积分数A＜B，故C正确；
D．打开K达新平衡等效为A中到达的平衡，X的转化率为80%，参加反应的X的总的物质的量为3mol×80%=2.4mol，则：
X（g）+Y（g）?2Z（g）+W（g） 物质的量增多
1mol 1mol
2.4mol 2.4mol
故平衡后容器内总的物质的量为（1mol+1mol+2mol+2mol）+2.4mol=8.4mol，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×

8.4mol

2mol

=4.2aL，则A的体积=4.2aL-a=3.2a，故D错误；
故选D．

点评：本题难度较大，需要设计平衡和变换平衡，要求有清晰的思维过程，是一则训练思维的好题．