Question

如图所示，甲、乙之间的隔板K和活塞F都可左右移动，甲中充入2 mol SO₂和1 mol O₂，乙中充入2 mol SO₃和1 mol He，此时K停在0处。在一定条件下发生可逆反应：2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)，反应达到平衡后，再恢复至原温度，回答下列问题：

（1）若固定隔板K，能表示甲容器中一定达到化学平衡的是         

A.甲中气体的总压强不变          B.各气体的物质的量浓度不变

C.混合气体的平均摩尔质量不变    D.混合气体的密度不变

E.反应速率v(SO₂)=v(SO₃)         

（2）达到平衡后隔板K是否可能处于0刻度 ________(填“可能”或“不可能”)。若K最终停留在0刻度左侧a处，则a一定小于________。

（3）若平衡时，K最终停留在左侧刻度1处，则甲中SO₃的物质的量为________mol，乙中SO₃的转化率________50%(填“>”、“<”或“＝”)，活塞F最终停留在右侧刻度______处(填下列序号：①<6　②>6　③＝6)。

（4）若一开始就将K、F固定，其他条件均不变，甲平衡后压强变为开始压强的0.8倍，则甲、乙都达到平衡后，两容器的压强之比为P_甲：P_乙=              

Answer

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

【解析】

试题分析：（1）若固定隔板K，甲容器相当于恒温恒容的容器，当各物质的物质的量（气体的总压强不变），各气体的物质的量浓度不变，混合气体的平均摩尔质量不变时达到平衡状态。 而混合气体的密度不变始终不变；反应速率v(SO2) v(SO3)，没有指明是正反应速率还是逆反应速率 ，所以ABC正确。

（2）2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g），反应是气体体积减小的反应，隔板一定发生滑动，达到平衡后隔板K不可能处于0刻度；由于甲中充入2molSO2和1mol O2，反应向正反应方向移动，A中压强降低，最多能转化为2mol SO3，但是由于反应是可逆反应，所以SO3的物质的量在0-2 mol之间，所以达到平衡后，隔板K不再滑动，最终停留在左侧刻度0-2之间，故a小于2；

（3）由于左右两边不考虑加入的氦气，达到的平衡是相同平衡，三氧化硫体积分数相同，“隔板K最终停留在左侧1处”说明反应后气体体积为5格，左边气体减少了0.5mol，即平衡后物质的量为2.5mol，

设参加反应的二氧化硫的物质的量为2x，

故2-2x+1-x+2x=2.5，

则x=0.5mol，

则甲中二氧化硫的转化率为50%．生成三氧化硫物质的量为1mol；

但是对于乙来说，就不同了，如果无He，甲与乙是等效平衡，但乙的压强比甲小，则2SO3（g）⇌2SO2（g）+O2（g）的平衡向右移动了，故其转化率比大于50%；左边气体减少了0.5mol，右边增加物质的量大于0.5mol，F活塞右移，活塞F最终停留在右侧刻度大于6处；

故答案为：1，＞，②；

（3）体积固定，恒温、恒压容器中，两边达到平衡的状态相同，乙中的氦气对平衡无影响；甲平衡后压强变为开始压强的0.8倍，即平衡后甲容器中气体2.4 mol，乙容器中气体3.4 mol，所以压强之比12:17

考点：化学平衡的计算；化学平衡建立的过程．