题目内容

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:P=              

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.

练习册系列答案
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(1)二氧化硫的催化氧化的过程如图所示,其中a、c二步的化学方程式可表示为:

SO2+V2O5SO3+ V2O4
4VOSO4+O22V2O5+4SO3
该反应的催化剂是        (写化学式)
(2) 550 ℃时,SO2转化为SO3的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于5 L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10 M Pa。试计算反应2SO32SO2+O2在550 ℃时的平衡常数K=     

(3)550 ℃时,将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于5 L密闭容器中,反应 达平衡后,下列措施中能使n(SO3)/n(SO2)增大的是       
A.升高温度                  
B.充入He(g),使体系总压强增大
C.再充入2 mol SO2和1 mol O2 
D.再充入1 mol SO2和1 mol O2
(4)维持温度不变条件下使之发生如下反应:2SO2+O22SO3,有两只密闭容器A和B。A容器有一个可以移动的活塞能使容器内保持恒压,B容器能保持恒容。起始时向这两个容器中分别充入等物质的量的体积比为2∶1的SO2和O2的混合气体,并使A和B容积相等(如下图所示)。

试填写下列空格:
A容器达到平衡时所需的时间比B容器__________(填:“短或长”);平衡时A容器中SO2的转化率比B容器_______(填:“大或小”);达到所述平衡后,若向两容器中通入等物质的量的原反应气体,达到平衡时,A容器的混合气体中SO3的体积分数_________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同);B容器的混合气体中SO3的体积分数_________。

合成氨对农业生产及国防建设均具有重要意义。
N2(g)+3H2(g)  2NH3(g) △H = -92 kJ·mol-1
(1)在恒温恒容密闭容器中进行的合成氨反应,下列能表示达到平衡状态的是_______
a.混合气体的压强不再发生变化
b.混合气体的密度不再发生变化
c.反应容器中N2、NH3的物质的量的比值不再发生变化
d.单位时间内断开a个H-H键的同时形成3 a个N-H键
e.三种物质的浓度比恰好等于化学方程式中各物质的化学计量数之比
(2)在恒温恒容的密闭容器中,合成氨反应的各物质浓度变化曲线如下图所示。请回答下列问题:

① 表示N2的浓度变化的曲线是              (选填曲线代号“A”、“B”或“C”)。
② 前25 min 内,用H2的浓度变化表示的化学反应平均速率是               
③在25 min 末反应刚好达到平衡,则该温度下反应的平衡常数K =           (计算结果可用分数表示)。若升高温度,该反应的平衡常数值将___  ____(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)在第25 min 末,保持其它条件不变,若升高反应温度并设法保持该温度不变,在第35 min末再次达到平衡。平衡移动过程中H2浓度变化了1.5 mol·L-1,请你在图中画出第25 min ~ 40 min NH3浓度变化曲线。
(4)在一定温度下,将1 mol N2和3 mol H2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应,达到平衡状态时,测得气体总物质的量为2.8 mol 。
①达平衡时,H2的转化率α1 = ______  ______。
②在相同条件下,若起始时只将NH3置于该容器中,达到平衡状态时NH3的转化率为α2,当α1 + α2 =1时,则起始时n (NH3)= ___  _____mol。

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