Question

如圖所示，甲、乙之間的隔板K和活塞F都可左右移動，甲中充入2mol SO₂和1mol O₂，乙中充入2mol SO₃和1mol He，此時K停在0處．在一定條件下發(fā)生可逆反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），反應(yīng)達到平衡后，再恢復(fù)至原溫度，回答下列問題：
（1）若固定隔板K，能表示甲容器中一定達到化學(xué)平衡的是

 

A．甲中氣體的總壓強不變          B．各氣體的物質(zhì)的量濃度不變
C．混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變    D．混合氣體的密度不變
E．反應(yīng)速率v（SO₂）=v（SO₃）
（2）達到平衡后隔板K是否可能處于0刻度

 

（填“可能”或“不可能”）．若K最終停留在0刻度左側(cè)a處，則a一定小于

 

．
（3）若平衡時，K最終停留在左側(cè)刻度1處，則甲中SO₃的物質(zhì)的量為

 

mol，乙中SO₃的轉(zhuǎn)化率

 

50%（填“＞”、“＜”或“=”），活塞F最終停留在右側(cè)刻度

 

處（填下列序號：①＜6　②＞6�、�=6）．
（4）若一開始就將K、F固定，其他條件均不變，甲平衡后壓強變?yōu)殚_始壓強的0.8倍，則甲、乙都達到平衡后，兩容器的壓強之比為P_甲：P_乙=

 

Answer 1

考點：化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡的計算

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)平衡狀態(tài)的特征，判斷正逆反應(yīng)速率是否相等；
（2）根據(jù)反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，可逆反應(yīng)不能完全反應(yīng)進行分析；
（3）“隔板K最終停留在左側(cè)1處”說明反應(yīng)后氣體體積為5格，即物質(zhì)的量為2.5mol，
設(shè)參加反應(yīng)的二氧化硫的物質(zhì)的量為2x，
故2-2x+1-x+2x=2.5，
則x=0.5mol，
則甲中二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為50%，生成三氧化硫物質(zhì)的量為1mol；
但是對于乙來說，就不同了，如果無He，甲與乙是等效平衡，但乙的壓強比甲小，則 2SO₃（g）?2SO₂（g）+O₂（g）的平衡向右移動了；
（4）根據(jù)壓強之比等于氣體物質(zhì)的量之比，依據(jù)極值分析判斷；

解答： 解：（1）A．甲中氣體的總壓強不變，說明正逆反應(yīng)速率相等，達平衡狀態(tài)，故正確；          
B．各氣體的物質(zhì)的量濃度不變，說明正逆反應(yīng)速率相等，達平衡狀態(tài)，故正確；
C．混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變，說明正逆反應(yīng)速率相等，達平衡狀態(tài)，故正確；    
D．混合氣體的密度不變，始終不變，故錯誤；
E．反應(yīng)速率v（SO₂）=v（SO₃），未體現(xiàn)正逆的關(guān)系，故錯誤；
故選：ABC；
（2）2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，隔板一定發(fā)生滑動，達到平衡后隔板K不可能處于0刻度；由于甲中充入2molSO₂和1mol O₂，反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，A中壓強降低，最多能轉(zhuǎn)化為2mol SO₃，但是由于反應(yīng)是可逆反應(yīng)，所以2SO₃的物質(zhì)的量在0-2 mol之間，所以達到平衡后，隔板K不再滑動，最終停留在左側(cè)刻度0-2之間，故a小于2，故答案為：不可能，2；
（3）由于左右兩邊不考慮加入的氦氣，達到的平衡是相同平衡，三氧化硫體積分數(shù)相同，“隔板K最終停留在左側(cè)1處”說明反應(yīng)后氣體體積為5格，左邊氣體減少了0.5mol，即平衡后物質(zhì)的量為2.5mol，
設(shè)參加反應(yīng)的二氧化硫的物質(zhì)的量為2x，
故2-2x+1-x+2x=2.5，
則x=0.5mol，
則甲中二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為50%．生成三氧化硫物質(zhì)的量為1mol；
但是對于乙來說，就不同了，如果無He，甲與乙是等效平衡，但乙的壓強比甲小，則2SO₃（g）?2SO₂（g）+O₂（g）的平衡向右移動了，故其轉(zhuǎn)化率比大于50%；左邊氣體減少了0.5mol，右邊增加物質(zhì)的量大于0.5mol，F(xiàn)活塞右移，活塞F最終停留在右側(cè)刻度大于6處；
故答案為：1，＞，②；
（4）兩個容器達平衡時是等效平衡，甲平衡后壓強變?yōu)殚_始壓強的0.8倍，平衡時物質(zhì)的量為3×0.8=2.4mol，則乙都達到平衡時物質(zhì)的量為2.4mol+1mol=3.4mol，所以兩容器的壓強之比為P_甲：P_乙=2.4：3.4=12：17，故答案為：12：17．

點評：本題考查了化學(xué)平衡的建立過程分析判斷，注意恒溫容器和恒壓容器中的平衡特征分析，掌握反應(yīng)過程中的氣體變化和平衡建立是解題關(guān)鍵，題目難度較大．