Question

如图所示，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，在相同温度和有催化剂的条件下，两容器中各自发生下列反应：X（g）+Y（g）⇌2Z（g）+W（g）△H＞0；达到平衡时，V_A=1.2aL，则下列说法错误的是（ ）
①反应开始时，B容器中化学反应速率快
②A容器中X的转化率为40%，且比B容器中X的转化率大
③打开K达新平衡后，升高B容器温度，A容器体积会增大
④打开K一段时间达平衡时，A的体积为1.6aL（连通管中气体体积不计）

A．①②③④
B．①②③
C．②④
D．只有④

Answer

根据图象知，A保持恒压，B保持恒容，
①化学反应速率与物质的浓度有关，浓度越大反应速率越大；
②先根据相同条件下，气体的气体之比等于物质的量之比计算平衡后气体的物质的量，再结合方程式计算X反应的物质的量，最后根据转化率公式计算X的转化率，再结合B装置中压强对化学平衡的影响判断X的转化率；
③打开K达新平衡等效为A中到达的平衡，根据X的转化率计算平衡后总的物质的量，再根据体积之比等于物质的量之比计算总体积，进而计算A容器的体积，升高温度，平衡向吸热方向移动，据此判断；
④打开K达新平衡等效为A中到达的平衡，根据X的转化率计算平衡后总的物质的量，再根据体积之比等于物质的量之比计算总体积，进而计算A容器的体积．
【解析】
①起始VA=VB=aL，B中的物质的量大于A中的物质的量，即B装置中的浓度大于A装置中的浓度，所以反应开始时，B反应速率大于A反应速率，故①正确；
②达到平衡时，VA=1.2a L，等压、等温条件下，气体的体积之比等于气体的物质的量之比，所以平衡后混合气体的物质的量是2mol×1.2=2.4mol，设参加反应的A的物质的量为mmol，则：
X（g）+Y（g）⇌2Z（g）+W（g）  物质的量增多
1mol                            1mol
mmol                           （2.4-2）mol 
m=0.4
所以X物质的转化率==40%；
B装置是在等容条件下，反应向正反应方向移动时，混合气体的物质的量增大，导致容器内气体压强增大，增大压强能抑制X的转化率，故B中X转化率小于A中X转化率，故②正确；
③打开K达新平衡等效为A中到达的平衡，X的转化率为40%，参加反应的X的总的物质的量为3mol×40%=1.2mol，则：
X（g）+Y（g）⇌2Z（g）+W（g）  物质的量增多
1mol                            1mol
1.2mol                          1.2mol
故平衡后容器内总的物质的量为（1mol+1mol+2mol+2mol）+1.2mol=7.2mol，气体的体积之比等于气体的物质的量之比，则总容器的体积为aL×=3.6a，则A的体积为2.6a，升高B容器温度，混合气体的温度升高，平衡向正反应方向移动，混合气体的总的物质的量总的，A容器体积会增大，故③正确；
④由③中计算可知，当打开K时到达新平衡时，A的体积为2.6aL，故④错误．
故选D．