Question

10．将4mol SO₂与2mol O₂的混合气分别置于容积相等的甲、乙两容器中，发生反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）；△H＜0，在相同温度下使其均达到平衡状态．甲是恒压容器，乙是恒容容器．甲容器达到平衡状态时，测得混合气体的物质的量为4.2mol；乙容器经50s达到平衡状态．请回答：
（1）甲容器达到平衡时SO₂的转化率是90%，其所需时间小于 50s （填“大于”、“小于”或“等于”）．
（2）达到平衡状态后，要使甲、乙两容器中SO₂的物质的量相等，可采取的措施是AD（填字母）．
A．保持温度不变，适当扩大甲容器的容积
B．保持容积不变，使乙容器升温
C．保持容积和温度不变，向乙容器中加入适量SO₃（g）
D．保持容积和温度不变，向甲容器中加入适量SO₃（g）

Answer 1

分析 （1）根据差量法计算二氧化硫的物质的量，从而计算其转化率；恒容条件下该反应的正反应是气体体积减小的反应，随着反应的进行，气体物质的量减小，气体压强减小，甲是恒压条件下反应，所以反应过程中甲中压强大于乙，增大压强平衡正向移动；压强越大反应速率越大，反应到达平衡的时间越短；
（2）到达平衡后，甲中二氧化硫物质的量小于乙，要使两个容器中二氧化硫物质的量相等，可以使甲的平衡逆向移动或乙的平衡正向移动．

解答 解：（1）设参加反应的二氧化硫物质的量为x，
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）物质的量减少
2mol                     1mol
x                    （4+2-4.2）mol
2mol：1mol=x：（4+2-4.2）mol
x=$\frac{（4+2-4.2）mol×2mol}{1mol}$=3.6mol
二氧化硫转化率=$\frac{3.6mol}{4mol}×100%$=90%，
恒容条件下该反应的正反应是气体体积减小的反应，随着反应的进行，气体物质的量减小，气体压强减小，甲是恒压条件下反应，所以反应过程中甲中压强大于乙，增大压强平衡正向移动；压强越大反应速率越大，反应到达平衡的时间越短，甲中压强大于乙导致甲反应速率大于乙，所以乙所用时间长，
故答案为：90%；小于； 
（2）到达平衡后，甲中二氧化硫物质的量小于乙，要使两个容器中二氧化硫物质的量相等，可以使甲的平衡逆向移动或乙的平衡正向移动，
A．保持温度不变，适当扩大甲容器的容积，减小压强，平衡逆向移动，故正确；
B．保持容积不变，使乙容器升温，平衡逆向移动，导致两个容器中二氧化硫物质的量不等，故错误；
C．保持容积和温度不变，向乙容器中加入适量SO₃（g），平衡逆向移动，二氧化硫物质的量增大，所以两个容器中二氧化硫物质的量不可能相等，故错误；
D．保持容积和温度不变，向甲容器中加入适量SO₃（g），平衡逆向移动，二氧化硫物质的量增大，所以两个容器中二氧化硫物质的量可能相等，故正确；
故选AD．

点评 本题考查化学平衡有关计算及化学平衡影响因素，为高频考点，明确恒压与恒容对二氧化硫转化率的影响是解本题关键，难点是等效平衡的建立，题目难度不大．