Question

16．如图，甲容器有一个移动活塞，能使弃器保持恒压．起始时向甲中充入2mol SO₂、1mol O₂，向乙中充入4mol SO₂、2mol O₂．甲、乙的体积都为1L（连通管体积忽略不计）．保持相同温度和催化剂存在的条件下，关闭活塞K，使两容器中各自发生下述反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）．达平衡时，甲的体积为0.8L．下列说法正确的是（　　）

• A． 乙容器中SO₂的转化率小于60%
• B． 平衡时SO₃的体积分数：甲＞乙
• C． 打开K后一段时间．再次达到平衡．甲的体积为1.4 L
• D． 平衡后向甲中再充入2mol SO₂、1mol O₂．和3moLSO₃，平衡向正反应方向移动

Answer 1

分析 根据图象知，A保持恒容，B保持恒压，
A、因为甲容器中是恒压过程，利用三段式，根据体积之比等物质的量之比，可以求得参加反应的X的物质的量，再求得SO₂的转化率；
B、根据上述分析，乙容器相当于在甲容器的基础上增大压强，平衡会正向移动；
C、打开K达新平衡等效为甲中到达的平衡；
D、平衡后向甲中再充入2mol SO₂、1mol O₂．和3moLSO₃，相当于原来的基础上增加三氧化硫的浓度．

解答 解：根据图象知，A保持恒容，B保持恒压，
A、因为甲容器中是恒压过程，利用三段式，根据体积之比等物质的量之比，可以求得参加反应的X的物质的量，再求得SO₂的转化率；
设反应转化了的X的物质的量为xmol，则：
           2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）．
起始（mol）  2       1        0     　
反应（mol）  2x      x  　  　 2x
平衡（mol） 2-2x     1-x      2x
平衡时容器内气体的物质的量为=（2-2x）+（1-x）+2x=（3-x）mol，根据气体体积比等于物质的量之比，
$\frac{（2+1）mol}{1L}=\frac{3-x}{0.8L}$
解得：x=0.6，所以物质SO₂的转化率 $\frac{2x}{2}$×100%，故为60%，乙容器相当于在甲容器的基础上增大压强，平衡会正向移动，二氧化硫的转化率增大，故大于60%，故A错误；
B、根据上述分析，乙容器相当于在甲容器的基础上增大压强，平衡会正向移动，平衡时SO₃的体积分数：甲＜乙，故B错误；
C、打开K达新平衡等效为甲中到达的平衡，甲乙等效，若为打开K时，乙中的气体物质的量相当于甲的两倍，打开K时，气体的体积也该为甲的两倍，即1.6L，但乙只有1L，故甲应增加0.6L，故甲的体积为0.8+0.6=1.4L，故C正确；
D、平衡后向甲中再充入2mol SO₂、1mol O₂．和3moLSO₃，相当于原来的基础上增加三氧化硫的浓度，平衡逆向移动，故D错误．
故选C．

点评 本题主要考查学生化学平衡的有关计算以及化学平衡移动的有关知识，注意打开K达新平衡等效为甲中到达的平衡是解题关键，难度大．