Question

【題目】一個容積固定的5 L反應器中，有一可左右滑動的密封隔板，左側進行如下可逆反應：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，通過控制溫度使其達到不同的平衡狀態；右側充入氮氣，兩側溫度保持相等。左側中加入SO2、O2、SO3的物質的量分別為x mol、3.25 mol、1 mol；右側中加入9 mol的氮氣。左側反應達到平衡時，隔板恰好處于反應器位置2處。則下列說法錯誤的是

A.若左側開始反應時v正>v逆，則5>x>1.75

B.若左側開始反應時x＝1.75，則起始時v正＝v逆

C.若左側開始反應時x＝2，則達到平衡時混合氣體中SO2所占的體積分數為25%

D.若左側開始反應時x＝1.65，則達到平衡時SO3的轉化率為10%

Answer 1

【答案】D

【解析】

由左側反應達到平衡時，隔板恰好處于反應器位置2處可知，左右容器體積之比為2:3，由阿伏加德羅定律可得平衡時左容器中氣體的物質的量為=6mol。

A.該反應為氣體體積減小的反應，由左側開始反應時v正>v逆可知，起始時氣體的物質的量大于6mol，即（x+3.25+1）＞6，解得x>1.75；若3.25 mol氧氣完全反應，可得反應后混合氣體的物質的量為（x-6.5+1-6.5）mol，由（x-6.5+1-6.5）=6解得，x=5，因可逆反應不可能完全反應，則x＜5，故有5>x>1.75，故A正確；

B.若左側開始反應時x＝1.75，混合氣體的物質的量為（1.75+3.25+1）=6，說明反應達到平衡，則起始時v正＝v逆，故B正確；

C.若左側開始反應時x＝2，（2+3.25+1）mol=6.25mol＞6mol，說明平衡向正反應方向進行，設反應消耗amol二氧化硫，由題意建立如下三段式：

由平衡時氣體的物質的量為6，可得（2-2a）+（3.25-a）+（1+2a）=6，解得a=0.25，平衡時二氧化硫的物質的量為1.5mol，平衡時混合氣中SO2所占的體積分數為×100%=25%，故C正確；

D.若左側開始反應時x＝1.55，（1.55+3.25+1）mol=5.8mol＜6mol，說明平衡向逆反應方向進行，設反應消耗amol二氧化硫，由題意建立如下三段式：

由平衡時氣體的物質的量為6，可得（1-2a）+（3.25+a）+（1.55+2a）=6，解得a=0.2，即轉化率為20%，故D錯誤；

故選D。