Question

如图中，P为一可自由滑动的活塞，关闭K，分别向容器A、B中各充入2mol X、2mol Y，起始时，V_A=a L，V_B=0.8a L（连通管的体积忽略不计），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：3X（g）+3Y（g）?2Z（g）+2W（g），达到平衡时，V_B=0.6a L．下列说法错误的是（　　）

• A、B中X的转化率为75%
• B、A中X的转化率比B中的低
• C、平衡时A中混合气体密度比B小
• D、打开K，一段时间后反应再次达到平衡，则B的体积为1.2a L

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡建立的过程

专题：化学平衡专题

分析：根据图象知，A保持恒容，B保持恒压，
A、因为B容器中是恒压过程，利用三段式，根据体积之比等物质的量之比，可以求得参加反应的X的物质的量，再求得X的转化率；
B、起始时，V_A=a L，V_B=0.8a L，而充入的A、B是相同的，所以在B中压强始终比A的大，反应正向进行的程度大，据此判断X的转化率；
C、A、B两容器中气体的质量始终相等，根据反应后两容器的体积大小可比较出密度大小；
D、打开K达新平衡等效为B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B容器的体积，据此判断；

解答： 解：根据图象知，A保持恒容，B保持恒压，
A、因为B容器中是恒压过程，利用三段式，根据体积之比等物质的量之比，可以求得参加反应的X的物质的量，再求得X的转化率；
设反应转化了的X的物质的量为mmol，则：
            3X（g）+3Y（g2Z（g）+2W（g）
起始（mol）  2       2    　　　   0     　 0
反应（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物质的转化率

1.5

2

100%=75%，故A正确；

B、起始时，V_A=a L，V_B=0.8a L，而充入的A、B是相同的，所以在B中压强始终比A的大，反应正向进行的程度大，所以B中的X的转化率大于A中X的转化率，故B正确；
C、A、B两容器中气体的质量始终相等，根据题中条件可知，反应后B容器的体积比A容器的体积小，所以B中的密度大于A中的密度，故C正确；
D、打开K达新平衡等效为B中到达的平衡，X的转化率为75%，参加反应的X的总的物质的量为4mol×75%=3mol，
            3X（g）+3Y（g2Z（g）+2W（g）
起始（mol）  4       4    　　　   0     　 0
反应（mol）  3       3            2         2
平衡（mol）  1       1            2         2
故平衡后容器内总的物质的量为1mol+1mol+2mol+2mol=6mol，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

0.8aL

4mol

×6mol=1.2aL，则V_B=1.2aL-aL=0.2aL，故D错误；
故选D．

点评：本题主要考查学生化学平衡的有关计算以及化学平衡移动的有关知识，注意打开K达新平衡等效为A中到达的平衡是解题关键，难度大．