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2 mol SO₂和1 mol O₂，乙中充入2 mol SO₃和1 mol He，此時K停在0處。在一定條件下發生可逆反應：2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)，反應達到平衡后，再恢復至原溫度，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平衡的是         

A．甲中氣體的總壓強不變	B．各氣體的物質的量濃度不變
C．混合氣體的平均摩爾質量不變	D．混合氣體的密度不變

E.反應速率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a處，則a一定小于________。
（3）若平衡時，K最終停留在左側刻度1處，則甲中SO₃的物質的量為________mol，乙中SO₃的轉化率________50%(填“>”、“<”或“＝”)，活塞F最終停留在右側刻度______處(填下列序號：①<6　②>6　③＝6)。
（4）若一開始就將K、F固定，其他條件均不變，甲平衡后壓強變為開始壓強的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

21.（1）ABC  （2）不可能   2    （3） 1， >， ②   （4） 12:17 

解析試題分析：（1）若固定隔板K，甲容器相當于恒溫恒容的容器，當各物質的物質的量（氣體的總壓強不變），各氣體的物質的量濃度不變，混合氣體的平均摩爾質量不變時達到平衡狀態。 而混合氣體的密度不變始終不變；反應速率v(SO₂) v(SO₃)，沒有指明是正反應速率還是逆反應速率 ，所以ABC正確。
（2）2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），反應是氣體體積減小的反應，隔板一定發生滑動，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，反應向正反應方向移動，A中壓強降低，最多能轉化為2mol SO₃，但是由于反應是可逆反應，所以SO₃的物質的量在0-2 mol之間，所以達到平衡后，隔板K不再滑動，最終停留在左側刻度0-2之間，故a小于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，三氧化硫體積分數相同，“隔板K最終停留在左側1處”說明反應后氣體體積為5格，左邊氣體減少了0.5mol，即平衡后物質的量為2.5mol，
設參加反應的二氧化硫的物質的量為2x，
故2-2x+1-x+2x=2.5，
則x=0.5mol，
則甲中二氧化硫的轉化率為50%．生成三氧化硫物質的量為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，故其轉化率比大于50%；左邊氣體減少了0.5mol，右邊增加物質的量大于0.5mol，F活塞右移，活塞F最終停留在右側刻度大于6處；
故答案為：1，＞，②；
（3）體積固定，恒溫、恒壓容器中，兩邊達到平衡的狀態相同，乙中的氦氣對平衡無影響；甲平衡后壓強變為開始壓強的0.8倍，即平衡后甲容器中氣體2.4 mol，乙容器中氣體3.4 mol，所以壓強之比12:17
考點：化學平衡的計算；化學平衡建立的過程．