Question

9．如圖，A中有一可自由移動的活塞，關閉開關K，先向B中充入2molX和2molY，再向A中充入1molX和1molY．開始時A、B的體積都為aL，在相同的溫度和有催化劑存在的條件下，兩容器中都開始發(fā)生下述反應：
X（g）+Y（g）?2Z（g）+W（g），反應達到平衡時，A的體積為1.2aL，則
（1）A中X的轉化率a（A）=40%；
（2）A、B中X的轉化率a（A）＞a（B）（填“＜”“=”“＞”）．
（3）打開開關K，保持溫度不變，再達平衡時，A的體積為2.6 L （連通管中氣體體積不計）．

Answer 1

分析 （1）A為恒溫恒壓，利用體積之比等于物質的量之比求出平衡時A中混合氣體的物質的量，由方程式可知1molX反應時混合氣體物質的量增大1mol，即消耗的X的物質的量等于混合氣體物質的量增大量，進而計算X的轉化率；
（2）A為恒溫恒壓，B為恒溫恒容，隨反應進行B中壓強增大，故平衡時A中容器壓強小于B中壓強，B可以等效為在A的基礎上增大壓強，平衡逆向移動；
（3）打開開關K，保持溫度不變，再達平衡時，等效為開始加入3molX、3molY到達的平衡，恒溫恒壓下與A中平衡為等效平衡，反應物轉化率不變，平衡時混合氣體總物質的量為A中2倍，恒溫恒壓下壓強之比等于物質的量之比，進而計算開始加入3molX、3molY到達的平衡時總體積，減去容器B的體積即為A容器體積．

解答 解：（1）A為恒溫恒壓，反應達到平衡時，A的體積為1.2aL，則平衡時混合氣體總物質的量為（1+1）mol×$\frac{1.2aL}{aL}$=2.4mol，由方程式可知1molX反應時混合氣體物質的量增大1mol，則消耗的X的物質的量為（2.4-2）mol=0.4mol，故X的轉化率為$\frac{0.4mol}{1mol}$×100%=40%，
故答案為：40%；
（2）A為恒溫恒壓，B為恒溫恒容，隨反應進行B中壓強增大，故平衡時A中容器壓強小于B中壓強，B可以等效為在A的基礎上增大壓強，平衡逆向移動，B中X的轉化率小于A中X的轉化率，即a（A）＞a（B），
故答案為：＞；
（3）打開開關K，保持溫度不變，再達平衡時，等效為開始加入3molX、3molY到達的平衡，恒溫恒壓下與A中平衡為等效平衡，反應物轉化率不變，平衡時混合氣體總物質的量為A中2倍，恒溫恒壓下壓強之比等于物質的量之比，則開始加入3molX、3molY到達的平衡時總體積為1.2aL×2=3.6aL，故B容器體積為3.6aL-aL=2.6aL，
故答案為：2.6a．

點評 本題考查化學平衡計算，涉及等效平衡問題，較好的考查學生分析解決問題能力，關鍵是等效平衡途徑的建立，難度中等．