Question

如图所示，向A中充入1mol X和1mol Y，向B中充入2mol X和2mol Y，起始时，V（A）=V（B）=a L．在相同温度和有催化剂存在的条件下，两容器中各自发生下述反应：X（g）+Y（g）⇌2Z（g）+W（g）△H＜0达到平衡时，V（A）=1.2aL．试回答：

（1）A中X的转化率α（X）=              ．

（2）A、B中X转化率的关系：α（A）          α（B）（填“＞”“=”或“＜”）．

（3）平衡时的压强：P（B）          2P（A）（填“＞”“=”或“＜”）．

（4）打开K，一段时间又达平衡时，A的体积为           L（连通管中气体体积不计）．

（5）在（3）达平衡后，同时等幅升高A、B的温度，达新平衡后A的体积         （填“变大”“不变”或“变小”）．

Answer

（1）40%；（2）＞；（3）＞；（4）2.6a；（5）减小．

【解析】（1）A为恒温恒压过程，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X的物质的量为m mol，则：

X（g）+Y（g）⇌2Z（g）+W（g） 物质的量增多

1mol 1mol

mmol （2.4﹣2）mol

所以，m=0.4

所以X物质的转化率=×100%=40%；故答案为：40%；

（2）A为恒温恒压容器，B为恒温恒容容器，反应前后是气体体积不变的反应，A中充入1mol X和1mol Y，向B中充入2mol X和2mol Y，B中压强增大平衡逆向进行，X的转化率减小，平衡后A中的X的转化率大于B中X的转化率；故答案为：＞；

（3）因为B容器的初始量是A容器的2倍，在相同温度下，当A容器的体积是B容器体积的二分之一（即0.5aL）时，达到平衡后，各组分的浓度、百分含量、容器的压强都相等，且压强为PB，当把此时A容器体积由0.5a体积扩大为1.4aL，不考虑平衡移动时压强会变为5PB/14，当再建立平衡时，A容器的原平衡将向正反应方向移动，尽管气体的总物质的量要增加，但体积变化对压强的影响大，即PB＞2PA，故答案为：＞；

（4）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3.6a﹣a=2.6a；故答案为：2.6a；

（5）在（3）达平衡后，同时等幅升高A、B的温度，达新平衡后A的体积，X+Y⇌2Z+W△H＜0，反应是放热反应，升温平衡逆向进行，A容器体积减小，故答案为：减小．

【点评】本题考查化学平衡的建立和变化过程中气体体积的变化，体积之比等于物质的量之比，注意AB容器的条件应用，题目难度较大．