Question

一个容积固定的5 L反应器中，有一可左右滑动的密封隔板，左侧进行如下可逆反应：2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)，通过控制温度使其达到不同的平衡状态；右侧充入氮气，两侧温度保持相等。左侧中加入SO₂、O₂、SO₃的物质的量分别为x mol、3.25 mol、1 mol；右侧中加入9 mol的氮气。左侧反应达到平衡时，隔板恰好处于反应器位置2处。则下列说法错误的是

A.若左侧开始反应时v_正>v_逆，则5>x>1.75

B.若左侧开始反应时x＝1.75，则起始时v_正＝v_逆

C.若左侧开始反应时x＝2，则达到平衡时混合气体中SO₂所占的体积分数为25%

D.若左侧开始反应时x＝1.65，则达到平衡时SO₃的转化率为10%

Answer

D

【解析】

由左侧反应达到平衡时，隔板恰好处于反应器位置2处可知，左右容器体积之比为2:3，由阿伏加德罗定律可得平衡时左容器中气体的物质的量为=6mol。

A.该反应为气体体积减小的反应，由左侧开始反应时v正>v逆可知，起始时气体的物质的量大于6mol，即（x+3.25+1）＞6，解得x>1.75；若3.25 mol氧气完全反应，可得反应后混合气体的物质的量为（x-6.5+1-6.5）mol，由（x-6.5+1-6.5）=6解得，x=5，因可逆反应不可能完全反应，则x＜5，故有5>x>1.75，故A正确；

B.若左侧开始反应时x＝1.75，混合气体的物质的量为（1.75+3.25+1）=6，说明反应达到平衡，则起始时v正＝v逆，故B正确；

C.若左侧开始反应时x＝2，（2+3.25+1）mol=6.25mol＞6mol，说明平衡向正反应方向进行，设反应消耗amol二氧化硫，由题意建立如下三段式：

由平衡时气体的物质的量为6，可得（2-2a）+（3.25-a）+（1+2a）=6，解得a=0.25，平衡时二氧化硫的物质的量为1.5mol，平衡时混合气中SO2所占的体积分数为×100%=25%，故C正确；

D.若左侧开始反应时x＝1.55，（1.55+3.25+1）mol=5.8mol＜6mol，说明平衡向逆反应方向进行，设反应消耗amol二氧化硫，由题意建立如下三段式：

由平衡时气体的物质的量为6，可得（1-2a）+（3.25+a）+（1.55+2a）=6，解得a=0.2，即转化率为20%，故D错误；

故选D。