Question

如圖所示，甲、乙之間的隔板K和活塞F都可左右移動，甲中充入2mol SO₂和1mol O₂，乙中充入2mol SO₃和1mol He，此時K停在0處．在一定條件下發(fā)生可逆反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），反應(yīng)達到平衡后，再恢復(fù)至原溫度．回答下列問題：
（1）達到平衡后隔板K是否可能處于0刻度

不可能

（填“可能”或“不可能”）．若K最終停留在0刻度左側(cè)a處，則a一定小于

2

．
（2）若平衡時，K最終停留在左側(cè)刻度1處，則甲中SO₃的物質(zhì)的量為

1

mol，乙中SO₃的轉(zhuǎn)化率

＞

50%（填“＞”、“＜”或“=”），活塞F最終停留在右側(cè)刻度

②

處（填下列序號：①＜6　②＞6�、�=6）．
（3）若一開始就將K、F固定，其他條件均不變，則平衡時，甲、乙中SO₃的物質(zhì)的量分數(shù)是甲

=

乙（填“＞”、“＜”或“=”）；測得甲中SO₂的轉(zhuǎn)化率為w%，則乙中SO₃的轉(zhuǎn)化率等于

1-w%

．
（4）平衡后將甲容器的混合氣的1.0%通入足量Ba（NO₃）₂溶液，生成的BaSO₄質(zhì)量為

4.66

克．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，可逆反應(yīng)不能完全反應(yīng)進行分析；
（2）“隔板K最終停留在左側(cè)1處”說明反應(yīng)后氣體體積為5格，即物質(zhì)的量為2.5mol，
設(shè)參加反應(yīng)的二氧化硫的物質(zhì)的量為2x，
故2-2x+1-x+2x=2.5，
則x=0.5mol，
則甲中二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為50%，生成三氧化硫物質(zhì)的量為1mol；
但是對于乙來說，就不同了，如果無He，甲與乙是等效平衡，但乙的壓強比甲小，則 2SO₃（g）?2SO₂（g）+O₂（g）的平衡向右移動了；
（3）體積固定，恒溫、恒壓容器中，兩邊達到平衡的狀態(tài)相同，乙中的氦氣對平衡無影響；體積不變，兩邊轉(zhuǎn)化結(jié)果相同，左邊甲容器中二氧化硫轉(zhuǎn)化了2w%，右邊乙容器中含有2w%三氧化硫，依據(jù)轉(zhuǎn)化率概念計算得到；
（4）依據(jù)硫元素守恒，結(jié)合硝酸鋇溶液中稀硝酸的氧化性最后硫元素全部轉(zhuǎn)化為硫酸鋇沉淀計算；

解答：解：（1）2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，隔板一定發(fā)生滑動，達到平衡后隔板K不可能處于0刻度；由于甲中充入2molSO₂和1mol O₂，反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，A中壓強降低，最多能轉(zhuǎn)化為2mol SO₃，但是由于反應(yīng)是可逆反應(yīng)，所以2SO₃的物質(zhì)的量在0-2 mol之間，所以達到平衡后，隔板K不再滑動，最終停留在左側(cè)刻度0-2之間，故a小于2；
故答案為：不可能，2；
（2）由于左右兩邊不考慮加入的氦氣，達到的平衡是相同平衡，三氧化硫體積分數(shù)相同，“隔板K最終停留在左側(cè)1處”說明反應(yīng)后氣體體積為5格，左邊氣體減少了0.5mol，即平衡后物質(zhì)的量為2.5mol，
設(shè)參加反應(yīng)的二氧化硫的物質(zhì)的量為2x，
故2-2x+1-x+2x=2.5，
則x=0.5mol，
則甲中二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為50%．生成三氧化硫物質(zhì)的量為1mol；
但是對于乙來說，就不同了，如果無He，甲與乙是等效平衡，但乙的壓強比甲小，則2SO₃（g）?2SO₂（g）+O₂（g）的平衡向右移動了，故其轉(zhuǎn)化率比大于50%；左邊氣體減少了0.5mol，右邊增加物質(zhì)的量大于0.5mol，F(xiàn)活塞右移，活塞F最終停留在右側(cè)刻度大于6處；
故答案為：1，＞，②；
（3）體積固定，恒溫、恒壓容器中，兩邊達到平衡的狀態(tài)相同，乙中的氦氣對平衡無影響；體積不變，兩邊轉(zhuǎn)化結(jié)果相同，左邊甲容器中二氧化硫轉(zhuǎn)化了2w%，右邊乙容器中含有2w%三氧化硫，乙中三氧化硫的轉(zhuǎn)化率=

2-2w%

2

=1-w%；
故答案為：=，1-w%；
（4）平衡后將甲容器的混合氣的1.0%通入足量Ba（NO₃）₂溶液，稀硝酸具有氧化性，依據(jù)硫元素守恒生成的BaSO₄質(zhì)量為1.0%×2×233g/mol=4.66g；
故答案為：4.66；

點評：本題考查了化學平衡的建立過程分析判斷，注意恒溫容器和恒壓容器中的平衡特征分析，掌握反應(yīng)過程中的氣體變化和平衡建立是解題關(guān)鍵，題目難度中等．