题目内容

如图所示,当关闭K时,向A 中充入2molX、7molY,向B中充入4molX、14molY,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V(B)=0.9a升,试回答:
(1)B中X的转化率α(X)B为
 
.
(2)A中W和B中Z的物质的量的比较:n(W)A
 
 n(Z)B(填<、>、或=)
(3)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)
(4)要使B容器恢复原来反应前的体积,可采取的措施是
 
.
考点:化学平衡的计算,化学平衡的影响因素
专题:化学平衡专题
分析:根据图象知,B保持恒压,A保持恒容;
(1)依据B容器中反应前后气体体积变化计算物质的量,结合反应前后物质的量计算反应的X物质的量,转化率=
消耗量
起始量
×100%;
(2)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;
(3)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;
(4)依据化学反应是气体体积减小的放热反应,结合影响化学平衡影响因素和平衡移动原理分析.
解答: 解:(1)B容器中达到平衡后体积变化为0.9aL,依据压强之比等于气体物质的量之比计算得到平衡后气体物质的量,
a
14+4
=
0.9a
n
,n=16.2mol,反应前后气体物质的量减小18mol-16.2mol=1.8mol,
2X(g)+2Y(g)?Z(g)+2W(g)△n
2                               1
n(X)                          1.8mol
n(X)=3.6mol
B中X的转化率α(X)B=
3.6mol
4mol
×100%=90%;
故答案为:90%;                 
(2)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,B中X、Y的量为A中的2倍,W的化学计量是Z的2倍,则n(W)A<n(Z)B,故答案为:<;
(3)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×
24.3
14+4
=1.35aL,则B的体积为1.35aL-aL=0.35aL
故答案为:0.35a;          
(4)要使B容器恢复原来反应前的体积,需要气体体积增大,反应是放热反应,升高温度平衡逆向进行,气体体积增大,可以恢复原来体积,故答案为:升高温度.
点评:本题考查了化学平衡影响因素,平衡计算分析,等效平衡理解应用,掌握基础是关键,题目难度中等.
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