Question

如圖中，P為一可自由滑動的活塞，關(guān)閉K，分別向容器A、B中各充入2mol X、2mol Y，起始時，V_A=a L，V_B=0.8a L（連通管的體積忽略不計），在相同溫度和有催化劑存在的條件下，兩容器中各自發(fā)生下述反應(yīng)：3X（g）+3Y（g）?2Z（g）+2W（g），達到平衡時，V_B=0.6a L．下列說法錯誤的是（　�。�

• A、B中X的轉(zhuǎn)化率為75%
• B、A中X的轉(zhuǎn)化率比B中的低
• C、平衡時A中混合氣體密度比B小
• D、打開K，一段時間后反應(yīng)再次達到平衡，則B的體積為1.2a L

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的計算,化學(xué)平衡建立的過程

專題：化學(xué)平衡專題

分析：根據(jù)圖象知，A保持恒容，B保持恒壓，
A、因為B容器中是恒壓過程，利用三段式，根據(jù)體積之比等物質(zhì)的量之比，可以求得參加反應(yīng)的X的物質(zhì)的量，再求得X的轉(zhuǎn)化率；
B、起始時，V_A=a L，V_B=0.8a L，而充入的A、B是相同的，所以在B中壓強始終比A的大，反應(yīng)正向進行的程度大，據(jù)此判斷X的轉(zhuǎn)化率；
C、A、B兩容器中氣體的質(zhì)量始終相等，根據(jù)反應(yīng)后兩容器的體積大小可比較出密度大��；
D、打開K達新平衡等效為B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B容器的體積，據(jù)此判斷；

解答： 解：根據(jù)圖象知，A保持恒容，B保持恒壓，
A、因為B容器中是恒壓過程，利用三段式，根據(jù)體積之比等物質(zhì)的量之比，可以求得參加反應(yīng)的X的物質(zhì)的量，再求得X的轉(zhuǎn)化率；
設(shè)反應(yīng)轉(zhuǎn)化了的X的物質(zhì)的量為mmol，則：
            3X（g）+3Y（g2Z（g）+2W（g）
起始（mol）  2       2    　　　   0     　 0
反應(yīng)（mol）  m      　m   　  　 

2

3

m   　 

2

3

m
平衡（mol） 2-m     2-m   　　 　 

2

3

m   　 

2

3

m
 即

2-m+2-m+ 2 3 m+ 2 3 m

2+2

=

0.6a

0.8a

，解得：m=1.5，所以X物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率

1.5

2

100%=75%，故A正確；

B、起始時，V_A=a L，V_B=0.8a L，而充入的A、B是相同的，所以在B中壓強始終比A的大，反應(yīng)正向進行的程度大，所以B中的X的轉(zhuǎn)化率大于A中X的轉(zhuǎn)化率，故B正確；
C、A、B兩容器中氣體的質(zhì)量始終相等，根據(jù)題中條件可知，反應(yīng)后B容器的體積比A容器的體積小，所以B中的密度大于A中的密度，故C正確；
D、打開K達新平衡等效為B中到達的平衡，X的轉(zhuǎn)化率為75%，參加反應(yīng)的X的總的物質(zhì)的量為4mol×75%=3mol，
            3X（g）+3Y（g2Z（g）+2W（g）
起始（mol）  4       4    　　　   0     　 0
反應(yīng)（mol）  3       3            2         2
平衡（mol）  1       1            2         2
故平衡后容器內(nèi)總的物質(zhì)的量為1mol+1mol+2mol+2mol=6mol，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

0.8aL

4mol

×6mol=1.2aL，則V_B=1.2aL-aL=0.2aL，故D錯誤；
故選D．

點評：本題主要考查學(xué)生化學(xué)平衡的有關(guān)計算以及化學(xué)平衡移動的有關(guān)知識，注意打開K達新平衡等效為A中到達的平衡是解題關(guān)鍵，難度大．