Question

如圖所示，當(dāng)關(guān)閉K時(shí)，向A中充入4molX、14molY，向B中充入2molX、7molY，起始時(shí)V_（A）=V_（B）=a升，在相同溫度和有催化劑存在的條件下，兩容器各自發(fā)生下列反應(yīng)：2X（g）+2Y（g）?Z（g）+2W（g）；△H＜0．達(dá)到平衡（Ⅰ）時(shí)，B中密度變?yōu)樵瓉淼?span id="moqmuuo" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">

10

9

，試回答：
（1）設(shè)A、B兩容器中化學(xué)平衡常數(shù)分別為K₁和K₂，則它們的大小關(guān)系是K₁

 

K₂（填“大于”或“等于”或“小于”）．
（2）B中X的轉(zhuǎn)化率α（X）_B為

 

．
（3）A中Z和B中的W物質(zhì)的量的比較：n（Z）_A

 

n（W）_B （填“大于”或“等于”或“小于”）．
（4）打開K，過一段時(shí)間重新達(dá)平衡（Ⅱ）時(shí)，B的體積為

 

升（用含a的代數(shù)式表示，連通管中氣體體積不計(jì)）；在溫度不變的情況下，要使B容器恢復(fù)原來反應(yīng)前的體積，可采取的措施是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度相同平衡常數(shù)相同；
（2）根據(jù)密度變化計(jì)算平衡時(shí)B的體積，利用氣體的體積之比等于物質(zhì)的量之比計(jì)算平衡后B中氣體的物質(zhì)的量，再利用差量法計(jì)算B中參加反應(yīng)X的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算轉(zhuǎn)化率；
（3）A為恒溫恒容，B為恒溫恒壓，正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，A中壓強(qiáng)減小，A中所到達(dá)的平衡等效為在B的平衡基礎(chǔ)上降低壓強(qiáng)，再結(jié)合A、B中X的轉(zhuǎn)化率大小進(jìn)行解答；
（4）打開K，為恒溫恒壓條件下，過一段時(shí)間重新達(dá)平衡（Ⅱ）與原B容器的平衡為等效平衡，X的轉(zhuǎn)化率相同，計(jì)算平衡時(shí)反應(yīng)混合物的總物質(zhì)的量，利用氣體的體積之比等于物質(zhì)的量之比計(jì)算總體積，進(jìn)而計(jì)算B的體積；根據(jù)B的體積與原平衡時(shí)的體積比較判斷活塞移動(dòng)方向．

解答： 解：（1）平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度相同平衡常數(shù)相同，故K₁=K₂，故答案為：等于；
（2）達(dá)到平衡（Ⅰ）時(shí)，B中密度變?yōu)樵瓉淼?span id="umiau4c" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">

10

9

，混合氣體總質(zhì)量相等，則B的體積為0.9aL，氣體的體積之比等于物質(zhì)的量之比，故平衡后B中氣體的物質(zhì)的量=（2mol+7mol）×

0.9aL

aL

=8.1mol，則：
2X（g）+2Y（g）?Z（g）+2W（g）  物質(zhì)的量減小
2                                1
1.8mol                     （2mol+7mol）-8.1mol=0.9mol
故B中X的轉(zhuǎn)化率=

1.8mol

2mol

×100%=90%，
故答案為：90%；
（3）A為恒溫恒容，B為恒溫恒壓，正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，A中壓強(qiáng)減小，A中所到達(dá)的平衡等效為在B的平衡基礎(chǔ)上降低壓強(qiáng)，B中的平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)到達(dá)A中的平衡，故A中轉(zhuǎn)化率較小，A中X的量為B中的2倍，W的化學(xué)計(jì)量是Z的2倍，則n（Z）_A＜n（W）_B，故答案為：小于；
（4）打開K，為恒溫恒壓條件下，過一段時(shí)間重新達(dá)平衡（Ⅱ）與原B容器的平衡為等效平衡，X的轉(zhuǎn)化率相同，則參加反應(yīng)的X的物質(zhì)的量=（4mol+2mol）×90%=5.4mol，則：
2X（g）+2Y（g）?Z（g）+2W（g）  物質(zhì)的量減小
2                                1
5.4mol                          2.7mol
故平衡時(shí)反應(yīng)混合物的總物質(zhì)的量=4mol+14mol+2mol+7mol-2.7mol=24.3mol，體積之比等于物質(zhì)的量之比，故平衡后總體積=aL×

24.3mol

(2+7)mol

=2.7aL，則B的體積為2.7aL-aL=1.7aL，大于平衡（Ⅰ）時(shí)B的體積，故應(yīng)將活塞向左推，
故答案為：1.7a；將活塞向左推．

點(diǎn)評：本題考查化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算，難度中等，理解等效平衡規(guī)律是解題的關(guān)鍵，注意利用阿伏伽德羅定律推論計(jì)算體積，（3）為易錯(cuò)點(diǎn)、難點(diǎn)．