Question

5．有两个容积相等的密闭容器A和B（如图）所示，A容器有一个可上下移动的活塞，能使容器保持恒压，B容器的容积不变．起始时这两个容器中分别充入等量按体积比为2：1的SO₂和O₂的混合气体，并使A和B容积相等．在400℃条件下，发生如下反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）．
（1）达到平衡时，所需的时间t（A）小于 t（B），A容器中SO₂的转化率比B容器中大于．（填“大于、小于或相等）
（2）达到（1）所述平衡后，若向两容器中通入少量的等量氩气，A容器中化学平衡向左移动，B容器中化学平衡不移动．（填“向左、向右、不”）
（3）达到（1）所述平衡后，若向两容器中通入等量原反应气体，再达到平衡时，A容器中c（SO₃）不变，B容器中SO₃的质量分数增大．（填“增大、减少或不变”）

Answer 1

分析 （1）该反应的正反应是气体体积减小的可逆反应，随着反应的进行，气体物质的量减少，A是恒压、B是恒容，反应过程中，A的压强大于B，压强越大反应速率越快，根据化学反应速率越快，到达平衡的时间越短；若A容器保持恒容，两容器建立的平衡等效，而实际上A容器体积减少，压强增大，平衡向正反应方向移动；
（2）达到（1）所述平衡后，若向两容器中通入少量的等量氩气，A容器中参加反应的气体分压减小，浓度降低，平衡移动；B中参加反应各物质浓度不变，平衡不变；
（3）达到（1）所述平衡后，若向两容器中通入等量原反应气体，A是恒压，反应物转化率不变；B是恒容，相当于增大压强，平衡正向移动，根据浓度对化学平衡的影响，求出平衡移动后SO₃的百分含量．

解答 解：（1）因A容器保持恒压，反应过程中体积变小，浓度增大，根据浓度越大，化学反应速率越快，到达平衡的时间越短，所以达到平衡所需时间A小于B；
若A容器保持恒容，两容器建立的平衡等效，而实际上A容器体积减少，压强增大，平衡向正反应方向移动，所以A中SO₂的转化率大于B，故答案为：小于；大于；
（2）平衡后，若向两容器通入数量不多的等量He，A容器体积增大，压强不变，参加反应的气体产生的压强减少，平衡向左移动，而B容器体积不变，浓度不变，平衡不移动，故答案为：向左；不；
（3）向两容器中通入2mol SO₂与1mol的O₂混合气体，达到平衡后，A恒压中建立的平衡与原平衡等效，所以SO₃的百分含量不变，其浓度不变；B容器中建立的平衡相当于在原平衡的基础上增大压强，平衡正向移动，B容器中SO₃的百分含量增大，故答案为：不变；增大．

点评 本题考查化学平衡有关计算，为高频考点，明确恒压与恒容条件的区别是解本题关键，难点是等效平衡的建立，题目难度中等．