Question

（2013?河南一模）图中，P为一可自由滑动的活塞，关闭K，分别向容器A、B中各充入2mol X、2mol Y，起始时

（2013?河南一模）图中，P为一可自由滑动的活塞，关闭K，分别向容器A、B中各充入2mol X、2mol Y，起始时，VA=a L，VB=0.8a L（连通管的体积忽略不计），在相同温度和有催化剂存在的条件下，两容器中各自发生下述反应：3X（g）+3Y（g）?2Z（g）+2W（g），达到平衡时，VB=0.6a L．（1）B中X的转化率为______．（2）A、B中X的转化率的关系是A______B（填“＞”“=”“＜”），其理由是______．（3）平衡时A、B中混合气体的平均相对分子质量的关系是：MA______MB（填“＞”“=”“＜”）．（4）打开K，一段时间后反应再次达到平衡，则B的体积为______L．

Answer 1

（1）B为恒温恒压，反应前后体积之比等于物质的量之比，令平衡后B中混合气体的物质的量为n，则：
0.8aL：0.6aL=4mol：n，解得n=3mol，
       3X（g）+3Y（g）?2Z（g）+2W（g），
开始：2mol       2mol    0mol    0mol
转化：xmol       xmol  

2

3

xmol   

2

3

xmol
平衡：（2-x）mol （2-x）mol

2

3

xmol  

2

3

xmol
所以：（2-x）mol+（2-x）mol+

2

3

xmol+

2

3

xmol=3mol，
解得x=1.5，
N₂的转化率为

1.5

2

×100%=75%；
故答案为：75%；
（2）A容积不变，而B容积缩小，所以A中容器压强小于B中压强，平衡向逆反应方向移动，X₂的转化率小于B中X₂的转化率，
故答案为：＜；B中压强比A中要大，而增大压强，有利于平衡向正反应方向移动，反应物的转化率增大；
（3）A为恒温恒容条件，B为恒温恒压条件，反应过程中气体质量不变，B容器体积减小，压强增大，平衡正向进行，气体物质的量减小，B中混合气体的平均相对分子质量大；平衡时A、B中混合气体的平均相对分子质量的关系是M_A＜M_B；
故答案为：＜；  
（4）打开K达到的平衡，可等效为开始打开K达到的平衡，与原B中平衡等效，氮气的转化率相同，氮气物质的量变为2mol，NH₃的物质的量为原B中2倍，平衡体系的组成与原B容器中相同，平衡时各组分的含量不变，此时容器内混合气体的物质的量为原B中2倍，体积之比等于物质的量之比，容器的总体积为原B平衡时体积的2倍，即1.2aL，故此时B的体积1.2aL-aL=0.2aL，
故答案为：0.2a．