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）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________。

（2）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)。

（3）若一开始就将K、F固定，其他条件均不变，则平衡时，甲、乙中SO₃的物质的量分数是甲________乙(填“>”、“<”或“＝”)；测得甲中SO₂的转化率为w%，则乙中SO₃的转化率等于________。

（4）平衡后将甲容器的混合气的1.0%通入足量Ba (NO₃)₂溶液，生成的BaSO₄质量为________g。

Answer

⑴不可能、2 ⑵1、>、② ⑶=、1-w% ⑷4.66

【解析】

试题分析：（1）反应2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）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，反应向正反应方向进行，A中压强降低，假设反应正向进行到底，根据反应方程式分析甲容器内气体物质的量最多减小1mol，但可逆反应不能进行到底，甲容器内气体的物质的量大于2mol，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；（2）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；如果容器乙中不通入He，甲与乙是等效平衡，通入氦气，容器乙体积比容器甲大，则平衡向右移动，二氧化硫转化率大于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，选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；甲中SO2的转化率为w%，则甲容器中二氧化硫转化了2w%mol，生成SO32w%mol，又两平衡等效，则乙容器中含有2w%mol三氧化硫，乙中三氧化硫的转化率=（2-2w%）/2=1-w%；（4）平衡后将甲容器的混合气的1.0%通入足量Ba（NO3）2溶液，稀硝酸具有氧化性，依据硫元素守恒生成的BaSO4质量为1.0%×2×233g/mol=4.66g。

考点：考查化学平衡、等效平衡。