Question

【題目】如圖所示，當關閉K時，向A 中充入2molX、7molY，向B中充入4molX、14molY，起始時體積V（A）=V（B）=a L，在相同溫度和有催化劑存在的條件下，兩容器各自發生下列反應：2X（g）+2Y（g）Z（g）+2W（g）△H＜0達到平衡（Ⅰ）時V（B）=0.9a L，試回答：

（1）B中X的轉化率α（X）B為_________。

（2）A中W和B中Z的物質的量的比較：n（W）A __________________ n（Z）B（填＜、＞、或=）

（3）打開K，過一段時間重新達平衡（Ⅱ）時，B的體積為_________升（用含a的代數式表示，連通管中氣體體積不計）

（4）要使B容器恢復原來反應前的體積，可采取的措施是____________________。

Answer 1

【答案】（1）90%（2）＜（3）0.35a（4）升高溫度

【解析】

試題分析：（1）B容器中達到平衡后體積變化為0.9aL，依據壓強之比等于氣體物質的量之比計算得到平衡后氣體物質的量，，n=16.2mol，反應前后氣體物質的量減小18mol﹣16.2mol=1.8mol，

2X（g）+2Y（g）Z（g）+2W（g）△n

2 1

n（X） 1.8mol

n（X）=3.6mol

B中X的轉化率α（X）B=×100%=90%；

（2）A為恒溫恒容，B為恒溫恒壓，正反應為氣體物質的量減小的反應，A中壓強減小，A中所到達的平衡等效為在B的平衡基礎上降低壓強，B中的平衡向逆反應方向移動到達A中的平衡，故A中轉化率較小，B中X、Y的量為A中的2倍，W的化學計量是Z的2倍，則n（W）A＜n（Z）B；

（3）打開K，為恒溫恒壓條件下，過一段時間重新達平衡（Ⅱ）與原B容器的平衡為等效平衡，X的轉化率相同，則參加反應的X的物質的量=（4mol+2mol）×90%=5.4mol，則：

2X（g）+2Y（g）Z（g）+2W（g）△n

2 1

5.4mol 2.7mol

故平衡時反應混合物的總物質的量=4mol+14mol+2mol+7mol﹣2.7mol=24.3mol，體積之比等于物質的量之比，因此平衡后總體積=aL×=1.35aL，則B的體積為1.35aL﹣aL=0.35aL。

（4）要使B容器恢復原來反應前的體積，需要氣體體積增大，反應是放熱反應，升高溫度平衡逆向進行，氣體體積增大，可以恢復原來體積。