Question

如圖所示，向A中充入1mol X和1mol Y，向B中充入2molX和2molY，起始V_A=V_B=aL，在相同溫度和有催化劑的條件下，兩容器中各自發(fā)生下列反應(yīng)：X（g）+Y（g）?2Z（g）+W（g）△H＞0；達到平衡時，V_A=1.2aL，則下列說法錯誤的是（　�。�
①反應(yīng)開始時，B容器中化學(xué)反應(yīng)速率快
②A容器中X的轉(zhuǎn)化率為40%，且比B容器中X的轉(zhuǎn)化率大
③打開K達新平衡后，升高B容器溫度，A容器體積會增大
④打開K一段時間達平衡時，A的體積為1.6aL（連通管中氣體體積不計）

A．①②③④

B．①②③

C．②④

D．只有④

Answer 1

分析：根據(jù)圖象知，A保持恒壓，B保持恒容，
①化學(xué)反應(yīng)速率與物質(zhì)的濃度有關(guān)，濃度越大反應(yīng)速率越大；
②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(yīng)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(xué)平衡的影響判斷X的轉(zhuǎn)化率；
③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；
④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．

解答：解：①起始V_A=V_B=aL，B中的物質(zhì)的量大于A中的物質(zhì)的量，即B裝置中的濃度大于A裝置中的濃度，所以反應(yīng)開始時，B反應(yīng)速率大于A反應(yīng)速率，故①正確；
②達到平衡時，V_A=1.2a L，等壓、等溫條件下，氣體的體積之比等于氣體的物質(zhì)的量之比，所以平衡后混合氣體的物質(zhì)的量是2mol×1.2=2.4mol，設(shè)參加反應(yīng)的A的物質(zhì)的量為mmol，則：
X（g）+Y（g）?2Z（g）+W（g）  物質(zhì)的量增多
1mol                            1mol
mmol                           （2.4-2）mol 
m=0.4
所以X物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率=

0.4mol

1mol

=40%；
B裝置是在等容條件下，反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動時，混合氣體的物質(zhì)的量增大，導(dǎo)致容器內(nèi)氣體壓強增大，增大壓強能抑制X的轉(zhuǎn)化率，故B中X轉(zhuǎn)化率小于A中X轉(zhuǎn)化率，故②正確；
③打開K達新平衡等效為A中到達的平衡，X的轉(zhuǎn)化率為40%，參加反應(yīng)的X的總的物質(zhì)的量為3mol×40%=1.2mol，則：
X（g）+Y（g）?2Z（g）+W（g）  物質(zhì)的量增多
1mol                            1mol
1.2mol                          1.2mol
故平衡后容器內(nèi)總的物質(zhì)的量為（1mol+1mol+2mol+2mol）+1.2mol=7.2mol，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×

7.2mol

2mol

=3.6a，則A的體積為2.6a，升高B容器溫度，混合氣體的溫度升高，平衡向正反應(yīng)方向移動，混合氣體的總的物質(zhì)的量總的，A容器體積會增大，故③正確；
④由③中計算可知，當(dāng)打開K時到達新平衡時，A的體積為2.6aL，故④錯誤．
故選D．

點評：本題考查了化學(xué)平衡的有關(guān)計算、化學(xué)平衡影響條件等，難度中等，確定打開K所到達平衡與開始A中的平衡為等效平衡是解題關(guān)鍵．