Question

如图所示，向A和B中都充入2mol X和2mol Y，起始时V_A=0.8aL，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=0.9aL，则下列说法错误的是（　　）

• A、两容器中达到平衡的时间A＜B
• B、A容器中X的转化率为25%，且比B容器中X的转化率小
• C、打开K一段时间达到平衡时，A的体积为0.8aL（连通管中气体体积不计）
• D、打开K达到新平衡后，升高B容器温度，A容器体积一定减小

Answer 1

考点：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保持恒压，B保持恒容，
A、化学反应速率与物质的浓度有关，浓度越大，反应速率越大；
B、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；
C、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；
D、升高温度，平衡向吸热方向移动；升高温度，气体膨胀，体积增大；

解答： 解：A、起始时V_A=0.8aL，V_B=aL，A装置中的浓度大于B装置中的浓度，但随着反应的进行，最终V_A=0.9aL，仍然A装置中的浓度大于B装置中的浓度，所以两容器中达到平衡的时间A＜B，故A正确；
B、达到平衡时，V_A=0.9aL，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

4mol

0.8

×0.9=4.5mol，设参加反应的A的物质的量为mmol，则：
            X（g）+Y（g）?2Z（g）+W（g）
起始（mol）  2      2       0      0
反应（mol）  m      m       2m     m
平衡（mol） 2-m    2-m      2m      m
 即2-m+2-m+2m+m=4.5mol，解得：m=0.5，所以X物质的转化率=

0.5mol

2mol

×100%=25%；
B装置是在恒容条件下，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A比B容器中X的转化率小，故B正确；
C、打开K达新平衡等效为A中到达的平衡，X的转化率为25%，参加反应的X的总的物质的量为4mol×25%=1mol，
           X（g）+Y（g）?2Z（g）+W（g） 
起始（mol） 4       4      0      0
反应（mol） 1       1      2      1
平衡（mol） 3       3      2     1
故平衡后容器内总的物质的量为3mol+3mol+2mol+1mol=9mol，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

0.8a

4mol

×9mol=1.8aL，则V_A=1.8aL-0.8aL，故C正确；
D、反应X（g）+Y（g）?2Z（g）+W（g）△H＜0，所以升高温度，平衡向逆反应方向移动，但升高温度，气体膨胀，体积增大，所以则A容器的体积可能增大，也可能减小，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．