Question

2．有A、B两只密闭容器，A容器有1个移动的活塞，能使容器内保持恒压，B容器能保持恒容，起始时向A容器中充入2mol SO₂、1mol O₂，向B容器充入4mol SO₂、2mol O₂，并使A、B容器都为1L，在保持40℃的条件下，发生2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），平衡时，A容器的体积为0.8L．填空：
（1）A容器中SO₂的转化率为60%；
（2）A、B两容器中SO₂转化率是A＜B（填“＞“、“=“或“＜“下同）；
（3）当A、B两容器连接后，打开开关使互通一段时间后又重新达到平衡时，A容器的体积为2.4L．（设连通管中气体体积不计）
（4）若开始时B中充入2mol SO₂、1mol O₂，则连通AB后，A容器的容积为1.6L．

Answer 1

分析 （1）利用三段式分析：设A容器中反应中SO₂转化的物质的量为2xmol，
A容器中        2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始量（mol）：2            1             0
变化量（mol）：2x          x              2x
平衡量（mol）：2-2x     1-x           2 x
由题意可知，$\frac{3-x}{3}$=$\frac{0.8}{1}$，所以x=0.6，据此计算SO₂的转化率；
（2）根据容器中的压强对化学平衡的影响；
（3）由于A、B的起始量成比例且与计量数之比相等，所以当A、B两容器连接后，打开开关使互通一段时间后又重新达到平衡时，压强与A容器的起始压强相同，所以连接后与连接前A容器的平衡状态为等效平衡，且起始量为A的3倍，据此计算；
（4）若开始时B中充入2mol SO₂、1mol O₂，则连通AB后与连通前的A为等效平衡，据此计算A容器的容积；

解答 解：（1）利用三段式分析：设A容器中反应中SO₂转化的物质的量为2xmol，
A容器中        2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始量（mol）：2           1              0
变化量（mol）：2x          x             2x
平衡量（mol）：2-2x       1-x           2x
由题意可知，$\frac{3-x}{3}$=$\frac{0.8}{1}$，所以x=0.6，则A中SO₂的转化率为$\frac{0.6×2}{2}$×100%=60%，
故答案为：60%；
（2）根据反应可知2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），B容器充入SO₂、O₂的物质的量为A容器的2倍，所以平衡时A容器中的压强小于B容器，由于该反应是气体体积减小的反应，所以B中SO₂的转化率大于A中的，
故答案为：＜；
（3）由于A、B的起始量成比例且与计量数之比相等，所以当A、B两容器连接后，打开开关使互通一段时间后又重新达到平衡时，压强与A容器的起始压强相同，所以连接后与连接前A容器的平衡状态为等效平衡，且起始量为A的3倍，所以连接后A容器的体积为连接前的3倍，即为3×0.8L=2.4L，
故答案为：2.4；
（4）若开始时B中充入2mol SO₂、1mol O₂，则连通AB后与连通前的A为等效平衡，根据（3）中的计算方法可知，A容器的容积为2×0.8L=1.6L，
故答案为：1.6．

点评 本题考查化学平衡移动的判断，本题难度中等，注意等效平衡的理解和应用，掌握基础是解题关键．