Question

如圖所示向A中充入2mol X、2mol Y，向B中充入1mol X、1mol Y，起始時(shí)，V（A）=V（B）=a L．在相同溫度和有催化劑存在下，兩容器中各自發(fā)生下述反應(yīng)：X（g）+Y（g）?2Z（g）+2W（g）；△H＜0．達(dá)到平衡時(shí)，V（A）=1.2a L．
試回答：
（1）A中X的轉(zhuǎn)化率α（X）

 

．
（2）A、B中X的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系：α（X）_A

 

α（X）_B．（填“＜”“＞”或“=”）
（3）打開(kāi)K，一段時(shí)間又達(dá)到平衡，A的體積為

 

L．（連通管中氣體體積不計(jì)）

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,化學(xué)平衡的影響因素

專(zhuān)題：化學(xué)平衡專(zhuān)題

分析：（1）A為恒溫恒壓過(guò)程，體積之比等于物質(zhì)的量之比，據(jù)此計(jì)算平衡后A中平衡時(shí)混合氣體的物質(zhì)的量，根據(jù)差量法計(jì)算參加反應(yīng)的X的物質(zhì)的量，利用轉(zhuǎn)化率定義計(jì)算；
（2）A為恒溫恒壓容器，A中充入2mol X和2molY與A中充入1mol X和1molY等效，X的轉(zhuǎn)化率相同；B為恒溫恒容容器，反應(yīng)前后是氣體體積變大的反應(yīng)，向B中充入1mol X和1mol Y，隨著反應(yīng)進(jìn)行B容器相當(dāng)增大壓強(qiáng)，平衡還要逆向進(jìn)行，所以平衡后A中的X的轉(zhuǎn)化率大；
（3）故打開(kāi)K保持溫度不變，又是恒壓，反應(yīng)物又成比例，所以達(dá)到新平衡與開(kāi)始A中充入2mol X、2mol Y到達(dá)的平衡相同，根據(jù)X的轉(zhuǎn)化率計(jì)算轉(zhuǎn)化的X的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算平衡后總的物質(zhì)的量增大量，計(jì)算平衡后混合氣體總的物質(zhì)的量，再根據(jù)體積之比等于物質(zhì)的量之比計(jì)算總體積，進(jìn)而計(jì)算A容器的體積，據(jù)此判斷．

解答： 解：（1）A為恒溫恒壓過(guò)程，達(dá)到平衡時(shí)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4mol×1.2=4.8mol，設(shè)參加反應(yīng)的X的物質(zhì)的量為m mol，則：
X（g）+Y（g）?2Z（g）+2W（g）  物質(zhì)的量增多
1mol                            2mol
mmol                          （4.8-4）mol 
所以，m=0.4
所以X物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率=

0.4mol

2mol

=20%；
故答案為：20%；
（2）A為恒溫恒壓容器，A中充入2mol X和2molY與A中充入1mol X和1molY等效，X的轉(zhuǎn)化率相同；B為恒溫恒容容器，反應(yīng)前后是氣體體積變大的反應(yīng)，向B中充入1mol X和1mol Y，隨著反應(yīng)進(jìn)行B容器相當(dāng)增大壓強(qiáng)，平衡還要逆向進(jìn)行，所以平衡后A中的X的轉(zhuǎn)化率大；
故答案為：＞；
（3）故打開(kāi)K保持溫度不變，又是恒壓，反應(yīng)物又成比例，所以達(dá)到新平衡與開(kāi)始A中充入2mol X、2mol Y到達(dá)的平衡相同，X的轉(zhuǎn)化率為20%，參加反應(yīng)的X的總的物質(zhì)的量為3mol×20%=0.6mol，則：
X（g）+Y（g）?2Z（g）+2W（g） 物質(zhì)的量增多
1mol                          2mol
0.6mol                       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

4mol

=1.8a，則A的體積為1.8a-a=0.8a；
故答案為：0.8a．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查化學(xué)平衡計(jì)算，難度較大，注意等效平衡的利用是解題的關(guān)鍵．