Question

15．如圖所示，向A中充入1mol X和1mol Y，向B中充入2mol X和2mol Y，起始時V（A）=V（B）=a L．在相同溫度和有催化劑的條件下，兩容器中各自發(fā)生下列反應：X（g）+Y（g）?2Z（g）+W（g）；△H＞0，達到平衡時，V（A）=1.1a L．
下列說法不正確的是（　�。�

• A． 反應開始時，B容器中化學反應速率比A容器中快
• B． A容器中X的轉化率為20%，且比B容器中X的轉化率小
• C． 打開K一段時間，達新平衡時，A的體積為2.3a L（連通管中氣體體積不計）
• D． 打開K達新平衡時，升高B容器的溫度，A容器的體積會增大

Answer 1

分析 A．濃度越大，反應速率越快；
B．左側A容器為恒溫恒壓，平衡時混合氣體總物質的量為2mol×1.1=2.2mol，由方程式可知1molX反應時混合氣體總物質的量增大1mol，即平衡時混合氣體增大的物質的量等于消耗的X的物質的量，故反應的X為2.2mol-2mol=0.2mol，可以計算X的轉化率；
右側B容器為恒溫恒容，正反應為氣體物質的量增大的反應，故平衡時B容器壓強比A容器中壓強大，等效在A平衡的基礎上增大壓強，與A的平衡相比，平衡逆向移動；
C．打開開關K，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3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；
D．打開K達新平衡時，升高B容器的溫度，平衡不移動時，容器內氣體溫度升高，壓強不變，容器體積會增大，而平衡正向移動，體積繼續(xù)增大．

解答 解：A．起始V_A=V_B=aL，B中的物質的量大于A中的物質的量，則B容器中的濃度大于A容器中的濃度，所以反應開始時，B容器反應速率大于A容器反應速率，故A正確；
B．左側A容器為恒溫恒壓，平衡時混合氣體總物質的量為2mol×1.1=2.2mol，由方程式可知1molX反應時混合氣體總物質的量增大1mol，即平衡時混合氣體增大的物質的量等于消耗的X的物質的量，故反應的X為2.2mol-2mol=0.2mol，則X的轉化率為$\frac{0.2mol}{1mol}$×100%=20%；
右側B容器為恒溫恒容，正反應為氣體物質的量增大的反應，故平衡時B容器壓強比A容器中壓強大，等效在A平衡的基礎上增大壓強，與A的平衡相比，平衡逆向移動，B中X的轉化率小于A中X的轉化率，故B錯誤；
C．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3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1.1aL×3=3.3aL，故A容器體積為3.3aL-aL=2.3aL，故C正確；
D．打開K達新平衡時，升高B容器的溫度，平衡不移動時，容器內氣體溫度升高，壓強不變，容器體積會增大，而平衡正向移動，體積繼續(xù)增大，故D正確，故選B．

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．