Question

如圖，向A中充入1molX、1molY，向B中充入2molX、2molY，起始時A、B的體積相等都等于a L，在相同溫度和催化劑存在的條件下，關閉活塞K，使兩容器中各自發(fā)生下述反應，X（g）+Y（g）?2Z（g）+W（g）；△H＜0．A保持恒壓，B保持恒容，達平衡時，A的體積為1.4aL．下列說法錯誤的是（　�。�

• A、反應速率：v（B）＞v（A）
• B、A容器中X的轉(zhuǎn)化率為80%
• C、平衡時Y體積分數(shù)：A＜B
• D、打開活塞K重新達平衡V_A=2.2aL

Answer 1

考點：化學平衡的影響因素,化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：根據(jù)圖象知，A保持恒壓，B保持恒容，
A、化學反應速率與物質(zhì)的濃度有關，濃度越大反應速率越大；
B、先根據(jù)相同條件下，氣體的氣體之比等于物質(zhì)的量之比計算平衡后氣體的物質(zhì)的量，再結(jié)合方程式計算X反應的物質(zhì)的量，最后根據(jù)轉(zhuǎn)化率公式計算X的轉(zhuǎn)化率，再結(jié)合B裝置中壓強對化學平衡的影響判斷X的轉(zhuǎn)化率；
C、打開K達新平衡等效為A中到達的平衡，根據(jù)X的轉(zhuǎn)化率計算平衡后總的物質(zhì)的量，再根據(jù)體積之比等于物質(zhì)的量之比計算總體積，進而計算A容器的體積，升高溫度，平衡向吸熱方向移動，據(jù)此判斷；
D、根據(jù)C項中A容器的平衡變化，建立新平衡后，（容積為0.5aL與容積為1.4aL相比）Y的體積分數(shù)要減小，即平衡時Y體積分數(shù)A＜B．

解答： 解：A．對X （g）+Y（g） 2Z（g）+W（g）來說，開始時只加入反應物X和Y，該反應將向正反應發(fā)向進行以建立化學平衡．對容器A來說，在建立化學平衡的過程中，反應混合物的總物質(zhì)的量會增大，根據(jù)阿伏伽德羅定律（同溫同容時，壓強之比等于物質(zhì)的量之比），其體積要增大，各組分的物質(zhì)的量濃度就要減下，其反應速率也要減�。畬τ贐容器來說，體積不變，各組分初始濃度是A容器的2倍，每個時刻的反應速率都將大于A容器，即反應速率：v（B）＞v（A），故A正確；
B．根據(jù)阿伏伽德羅定律（同溫同容時，壓強之比等于物質(zhì)的量之比），達平衡后，混合氣體的物質(zhì)的量是初始時物質(zhì)的量的1.4倍，即1.4×2mol=2.8mol，即增加了0.8mol，根據(jù)化學方程式的計算可知，
X （g）+Y（g）=2Z（g）+W（g）△n
1       1
0.8mol 0.8mol
即達平衡后，反應掉0.8mol，A容器中X的轉(zhuǎn)化率為80%，故B正確；
C．根據(jù)C項中A容器的平衡變化，建立新平衡后，（容積為0.5aL與容積為1.4aL相比）Y的體積分數(shù)要減小，即平衡時Y體積分數(shù)A＜B，故C正確；
D．打開K達新平衡等效為A中到達的平衡，X的轉(zhuǎn)化率為80%，參加反應的X的總的物質(zhì)的量為3mol×80%=2.4mol，則：
X（g）+Y（g）?2Z（g）+W（g） 物質(zhì)的量增多
1mol 1mol
2.4mol 2.4mol
故平衡后容器內(nèi)總的物質(zhì)的量為（1mol+1mol+2mol+2mol）+2.4mol=8.4mol，氣體的體積之比等于氣體的物質(zhì)的量之比，則總?cè)萜鞯捏w積為aL×

8.4mol

2mol

=4.2aL，則A的體積=4.2aL-a=3.2a，故D錯誤；
故選D．

點評：本題難度較大，需要設計平衡和變換平衡，要求有清晰的思維過程，是一則訓練思維的好題．