Question

【题目】如图所示，当关闭K时，向A 中充入2molX、7molY，向B中充入4molX、14molY，起始时VA=VB= a升，在相同温度和有催化剂存在的条件下，两容器各自发生下列反应：2X（g）+2Y（g） Z（g）+2W（g）△H＜0 ，达到平衡Ⅰ时VB = 0.9a升，试回答：

（1）A中W和B中Z的物质的量： n（W）A_______ n（Z）B （填＜、＞、或＝）

（2）B中X 的转化率α（X）是_____________

（3）打开K，过一段时间重新达平衡Ⅱ时，B的体积为_____________-升？（用含a的代数式表示，连通管中气体体积不计）[写出（2）、（3）的计算过程]

Answer 1

【答案】 ＜ 90% 0.35a

【解析】试题分析：（1）A为恒温恒容，B为恒温恒压，正反应为气体物质的量减小的反应，A中压强减小，A中所到达的平衡等效为在B的平衡基础上降低压强，再结合A、B中X的转化率大小进行解答；

（2）B是恒温、恒压的容器，体积比等于物质的量比，平衡后体积为起始的0.9倍，所以平衡后气体总物质的量是起始的0.9倍，18mol×0.9=16.2mol；再利用差量法计算B中参加反应X的物质的量，进而计算转化率；

（3）打开K，为恒温恒压条件下，过一段时间重新达平衡（Ⅱ）与原B容器的平衡为等效平衡，利用气体的体积之比等于物质的量之比计算总体积，进而计算B的体积；

解析：（1）A为恒温恒容，B为恒温恒压，正反应为气体物质的量减小的反应，A中压强减小，A中所到达的平衡等效为在B的平衡基础上降低压强，B中的平衡向逆反应方向移动到达A中的平衡，故A中转化率较小，A中X的量为B中的2倍，W的化学计量是Z的2倍，则n（Z）A＜n（W）B；

（2）B的体积为0.9aL，恒温、恒压条件下，气体的体积之比等于物质的量之比，故平衡后B中气体的物质的量=（4mol+14mol）× =16.2mol,则反应消耗X的物质的量是ymol：

Y=3.6mol；

故B中X的转化率= =90%。

(3) 打开K，A变为恒温恒压条件，过一段时间重新达平衡（Ⅱ）与原B容器的平衡为等效平衡，B投料为A的2倍，所以达到平衡时，B中的气体总物质的量是A的2倍，A中气体的体积为B中气体的 ，气体总体积为0.9a+0.45a=1.35aL，

所以B的体积为1.35aL－aL=0.35aL。